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Em em vídeo recente da Siemens de dicas e truques do software Designcenter™ NX™, foi explorado como a Modelagem Síncrona permite modificar geometrias 3D de forma rápida e eficiente. Esse conjunto de comandos torna incrivelmente fácil implementar alterações rápidas no projeto sem a necessidade de entender como um modelo foi originalmente construído, aumentando drasticamente sua produtividade, mesmo em grandes montagens. Confira o vídeo abaixo ou role a página para baixo para saber mais sobre como aproveitar os comandos de Modelagem Síncrona para fazer alterações de projeto rápidas e flexíveis em seus modelos e montagens. Mover Face – Reposicione a Geometria com Facilidade Uma das principais funcionalidades da Modelagem Síncrona do Designcenter NX é a capacidade de manipular diretamente a geometria, e o comando Mover Face é um exemplo perfeito disso. Em vez de revisar o histórico de modelagem ou reconstruir recursos, o Mover Face permite selecionar qualquer face e reposicioná-la instantaneamente. Você pode clicar e arrastar usando as setas direcionais para ajustar a distância ou o ângulo interativamente, ou digitar manualmente valores precisos diretamente na janela de comando. Figura 1: Recurso de comando Mover Face mostrando a capacidade de deslocar uma Face selecionada Figura 2: Recurso de comando Mover Face, mostrando a capacidade de ajustar o ângulo de uma face selecionada O comando Mover Face oferece controle direto e intuitivo sobre a geometria, sem necessidade de histórico. Essa flexibilidade torna o Mover Face uma ferramenta ideal para iterações rápidas de projeto. Seja para deslocar uma superfície em alguns milímetros ou ajustar o ângulo de um elemento, o comando se adapta ao seu fluxo de trabalho, colocando você no controle total do seu projeto sem complexidade desnecessária. Comando para redimensionar o furo Ao trabalhar com componentes que contêm vários furos, manter a consistência é fundamental. O comando Redimensionar Furo, dentro da Modelagem Síncrona, permite que os usuários editem e redimensionem rapidamente os furos diretamente na geometria. Após selecionar uma face com furo, a janela de comando exibe a guia Localizador de Faces, onde a opção Localizar Clone pode ser encontrada. Esse recurso poderoso, combinado com o comando Redimensionar Furo, permite selecionar e editar vários furos simultaneamente, economizando tempo e garantindo a consistência em todo o modelo. Figura 3: Demonstração do comando Redimensionar Buraco com filtragem de seleção de clones Figura 4: Comando Redimensionar Furo demonstrando a edição simultânea de quatro furos separados Essa funcionalidade atua como um filtro de seleção inteligente, identificando e agrupando automaticamente furos idênticos para que você possa editá-los todos simultaneamente em uma única operação. Em vez de modificar cada furo individualmente, você pode fazer uma única alteração que se propaga por todas as instâncias correspondentes, garantindo uniformidade e reduzindo drasticamente o tempo gasto em edições repetitivas. Substituir Face – Alcançando Simetria e Geometria Limpa Muitas vezes, os projetos exigem um nível de simetria ou uniformidade que pode ser difícil de alcançar com os métodos de modelagem tradicionais. O comando "Substituir Face" da Modelagem Síncrona resolve esse problema, permitindo que os usuários substituam faces selecionadas por outras faces selecionadas, combinando ou remodelando a geometria para produzir modelos mais limpos e simétricos. O comando "Substituir Face" simplifica o processo de obtenção de geometria simétrica e uniforme sem a necessidade de reconstruir elementos do zero. Este comando é particularmente útil ao trabalhar com geometrias importadas ou modelos sem histórico de recursos, onde as ferramentas tradicionais de simetria podem não estar disponíveis. Ao substituir faces diretamente, você pode alinhar rapidamente seu modelo com a sua intenção de projeto, independentemente de como ele foi originalmente construído. Excluir Face Às vezes, a alteração de design mais eficaz é a remoção de geometria desnecessária. O comando "Excluir Face" da Modelagem Síncrona permite que os usuários removam faces selecionadas de um componente, resultando em uma peça mais limpa e suave. Em vez de suprimir recursos ou editar uma árvore de histórico, você pode simplesmente selecionar as faces que deseja remover e excluí-las diretamente. O comando "Excluir Face" otimiza seus componentes removendo faces indesejadas, produzindo uma geometria suave e limpa com apenas alguns cliques. Figura 5: Comando Excluir Face em ação Figura 6: Resultados do comando Excluir Face, que remove geometria desnecessária Essa abordagem direta facilita a limpeza de modelos importados, a remoção de recursos obsoletos ou a simplificação da geometria para processos subsequentes, tudo sem a necessidade de compreender ou navegar pelo histórico de modelagem original. Redimensionar padrão – Ajuste os padrões instantaneamente Ao trabalhar com elementos padronizados, como furos para parafusos, o comando Redimensionar Padrão, dentro da Modelagem Síncrona, oferece uma maneira rápida e intuitiva de modificar tanto o layout quanto a quantidade de um padrão. Acessível através do menu suspenso Mais, no grupo Modelagem Síncrona, este comando permite que você simplesmente selecione uma das faces dentro do padrão, e o Designcenter NX reconhecerá e carregará automaticamente o padrão completo para edição. O comando Redimensionar Padrão detecta e carrega automaticamente padrões existentes, permitindo ajustar a contagem e a distância entre os pontos de forma rápida e eficiente. Figura 7: Janela de comando do recurso Redimensionar Padrão, identificando padrões anteriores Figura 8: Novo padrão gerado para o recurso Redimensionar Padrão A partir daí, você pode ajustar parâmetros importantes, como a contagem e a distância entre os tons, visualizar as alterações usando a opção Mostrar Resultados e confirmar ou descartar a atualização conforme necessário. Esse nível de flexibilidade garante que as modificações nos padrões possam ser feitas de forma rápida e precisa. Radiar Face — Geometria Deslocada ao Longo do Eixo de Revolução Para componentes com geometria rotacional, o comando Radiar Face na Modelagem Síncrona oferece uma maneira especializada e altamente eficaz de deslocar faces. Ao contrário de um deslocamento padrão que move as faces perpendicularmente à sua superfície, o Radiar Face desloca a geometria perpendicularmente ao eixo de revolução, tornando-se a ferramenta ideal para manter a integridade de recursos cilíndricos e rotacionados durante alterações de projeto. Esse recurso permite a modelagem adequada de contração e material usinado, além de possibilitar geometrias de ajuste por interferência ou prensagem. O comando Radiar Face garante que os deslocamentos em geometrias rotacionadas permaneçam precisos e consistentes, referenciando o eixo de revolução em vez da normal da face. Figura 9: Comando Radiar Face mostrando o deslocamento de uma geometria normal ao eixo de revolução Ao selecionar as faces que deseja ajustar e especificar a distância de deslocamento desejada, o Designcenter NX lida com a complexidade do cálculo de deslocamento, garantindo que sua geometria permaneça precisa e bem definida durante toda a modificação. Resumo da Modelagem Síncrona A modelagem síncrona no Designcenter NX representa uma abordagem fundamentalmente diferente e mais flexível para a modificação de projetos. Ao trabalhar diretamente com a geometria em vez do histórico de recursos, esses comandos Mover Face, Redimensionar Furo, Substituir Face, Excluir Face, Redimensionar Padrão e Radiar Face permitem que os usuários façam alterações de projeto rápidas, precisas e confiáveis ​​em qualquer modelo ou montagem, independentemente de sua origem. Seja para refinar um modelo importado, fazer iterações rápidas em um projeto existente ou gerenciar alterações em uma grande montagem, a Modelagem Síncrona garante que seu fluxo de trabalho permaneça eficiente, flexível e totalmente sob seu controle. A Modelagem Síncrona do Designcenter NX transforma a forma como as equipes de engenharia realizam alterações de projeto, trazendo mais agilidade, flexibilidade e produtividade mesmo em montagens complexas. Quer descobrir como aplicar esses recursos no seu fluxo de trabalho e acelerar seus processos de desenvolvimento? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e veja como podemos ajudar sua empresa a extrair o máximo do Designcenter NX. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Edição colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real para equipes de engenharia As equipes de engenharia atuais estão sob constante pressão para explorar mais alternativas de design, mais rapidamente — tudo isso enquanto gerenciam sistemas multidisciplinares cada vez mais complexos. No entanto, a colaboração muitas vezes se torna o gargalo. Fluxos de trabalho desconectados, falta de visibilidade em tempo real e gerenciamento fragmentado de recursos computacionais dificultam que equipes distribuídas trabalhem juntas de forma eficiente e confiável. O Simcenter HEEDS Connect 2604 enfrenta esses desafios de frente. Esta versão apresenta recursos inovadores para edição colaborativa em tempo real, exploração de projetos acelerada por IA e gerenciamento centralizado de recursos computacionais, permitindo que as equipes explorem, iterem e decidam juntas — online e em tempo real. Repleto de melhorias poderosas, o Simcenter HEEDS Connect 2604 transforma a maneira como as equipes de engenharia colaboram. Seja para criar modelos de sistemas multidisciplinares, executar estudos exploratórios orientados por IA ou coordenar fluxos de trabalho complexos entre organizações, esta versão elimina os atritos na colaboração e acelera os resultados. Agora, as equipes podem editar fluxos de trabalho em conjunto, em tempo real, alinhar decisões instantaneamente e passar da exploração à obtenção de insights mais rapidamente do que nunca. Criação colaborativa de fluxos de trabalho em tempo real — além da edição de parâmetros O Simcenter HEEDS Connect 2604 oferece recursos abrangentes de criação de fluxos de trabalho que vão muito além da simples edição de parâmetros: Edição estrutural de fluxos de trabalho: Modifique grupos, análises e conexões diretamente na interface web. Configurações específicas do portal: configure definições específicas de análise para seus fluxos de trabalho sem sair do ambiente colaborativo. Configuração do loop: Edite as configurações de execução e saída do loop com persistência imediata para todos os usuários. Colaboração em tempo real: Sincronização instantânea para garantir consistência em toda a sua equipe. Integração perfeita com o Simcenter HEEDS MDO: as alterações feitas no Simcenter HEEDS Connect são refletidas imediatamente no Simcenter HEEDS MDO, mantendo o alinhamento perfeito entre os ambientes. Agora, as equipes de engenharia podem moldar colaborativamente as estruturas de fluxo de trabalho, responder instantaneamente às necessidades em constante evolução e refinar continuamente seus processos de exploração de design — tudo diretamente no ambiente web. Isso representa um salto significativo em direção ao gerenciamento de fluxo de trabalho totalmente nativo da nuvem, oferecendo a agilidade da nuvem sem sacrificar o poder e a flexibilidade dos quais os engenheiros dependem. Avalie sistemas multidisciplinares com um único clique Projetar sistemas complexos com disciplinas interconectadas sempre foi um desafio. Como avaliar a resposta de um sistema multidisciplinar onde os resultados de uma disciplina influenciam outra? Como propagar variáveis ​​e arquivos através de uma hierarquia de análises interconectadas? O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta a Matriz de Avaliação, uma nova e poderosa funcionalidade que transforma a análise de sistemas multidisciplinares. Anteriormente, os engenheiros precisavam coordenar manualmente vários estudos e transferir dados entre eles — um processo demorado e propenso a erros. A Matriz de Avaliação elimina esse atrito, permitindo análises em nível de sistema com propagação automática de variáveis. As principais funcionalidades incluem: Eficiência integrada: A propagação de variáveis ​​feed-forward propaga automaticamente os resultados de estudos de nível superior para as entradas de estudos dependentes. Mantenha a consistência: o gerenciamento de variáveis ​​compartilhadas vincula entradas em vários estudos em todo o seu sistema. Execução com um clique: Execute toda a sua análise de sistema multidisciplinar com um único clique — sem ciclos iterativos, apenas uma avaliação hierárquica clara. Obtenha insights mais profundos: A análise simplificada do sistema permite avaliar a resposta de disciplinas interconectadas de forma eficiente, compreendendo como o sistema se comporta como um todo. Avalie sistemas multidisciplinares complexos com confiança, eliminando a transferência manual de dados e possibilitando uma verdadeira exploração do projeto em nível de sistema. Visualize e gerencie estudos acelerados por IA O Simcenter HEEDS Connect 2604 introduz uma integração abrangente de preditores de simulação de IA, tornando os estudos acelerados por IA totalmente visíveis e gerenciáveis ​​no ambiente colaborativo da web. Explore designs e configurações aprimoradas: Distinção clara de design: filtre e visualize designs previstos versus simulados em tabelas de banco de dados e gráficos de dispersão com cores personalizadas. Informações completas sobre o modelo: Visualize os parâmetros do modelo de previsão, incluindo projetos iniciais, modelos de treinamento, níveis de previsão e configurações de confiança das restrições. Edição de parâmetros agrupados: revise os parâmetros de boost em várias análises simultaneamente. Visualização de entrada/saída: Explore as entradas e saídas disponíveis e selecionadas para cada análise otimizada. Comparação de seleção múltipla: Selecione vários itens com valor agregado e compare suas propriedades simultaneamente, com os valores comuns exibidos de forma clara. Agora, os engenheiros podem aproveitar ao máximo os recursos de previsão de simulação por IA do Simcenter HEEDS Connect, acelerando os ciclos de exploração de projetos e mantendo total visibilidade das configurações do modelo e da precisão da previsão. Gerenciamento centralizado de recursos computacionais O Simcenter HEEDS Connect 2604 apresenta o Catálogo de Recursos Gerenciados, transformando a maneira como as organizações gerenciam e implantam recursos computacionais em equipes de engenharia: Definições controladas pelo administrador: Os administradores do Simcenter HEEDS Connect podem definir e manter recursos de computação em um catálogo central acessível a todos os usuários. Elimine erros de configuração: os recursos gerenciados vêm com análises predefinidas das configurações do portal, eliminando erros de configuração. Compartilhado entre todos os usuários do HEEDS MDO: Os recursos definidos no Simcenter HEEDS Connect podem ser utilizados por todos os usuários do Simcenter HEEDS MDO em sua organização. Defina uma vez, aplique em todos os lugares: Elimine definições duplicadas e mantenha as configurações de recursos em diferentes instalações. Redução de erros de configuração: Configurações de recursos padronizadas eliminam inconsistências causadas por cópias desalinhadas. Mantenha configurações consistentes de recursos computacionais em todas as organizações de engenharia, reduzindo erros e simplificando o gerenciamento de recursos para todos. Licenciamento baseado em nuvem com licenças de usuário nomeadas O Simcenter HEEDS Connect 2604 integra o portfólio de Licenças de Usuário Nomeado do Simcenter, trazendo recursos de licenciamento baseados em nuvem para a plataforma colaborativa de exploração de projetos: Suporte centralizado ao usuário: Sessão centralizada exclusiva para cada operação do usuário, permitindo que vários usuários trabalhem simultaneamente sem conflitos. Gerenciamento de sessões: Visualize as datas de expiração das sessões com identificadores seguros e revogue sessões diretamente do Simcenter HEEDS Connect. Integração perfeita com a nuvem: Aproveite a facilidade de uso do licenciamento por usuário nomeado com gerenciamento automático de sessões. Licenciamento em nuvem do Simcenter: O Simcenter HEEDS Connect agora está alinhado com a infraestrutura de licenciamento em nuvem mais ampla do Simcenter. As equipes agora podem acessar o Simcenter HEEDS Connect com a mesma conveniência de licenciamento baseado em nuvem que desfrutam em todo o portfólio Simcenter, com suporte robusto e centralizado para usuários simultâneos. Em resumo O Simcenter HEEDS Connect 2604 representa um avanço significativo para equipes de engenharia comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de exploração colaborativa de projetos: Edição abrangente do fluxo de trabalho com colaboração em tempo real Avaliação multidisciplinar de sistemas com a nova Matriz de Avaliação Exploração de design acelerada por IA com integração completa de previsão de simulação por IA Gestão centralizada de recursos com o Catálogo de Recursos Gerenciados. Licenciamento baseado em nuvem com suporte para Licença de Usuário Nomeado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para colaborar em fluxos de trabalho complexos, avaliar sistemas multidisciplinares, aproveitar previsões de IA ou gerenciar recursos computacionais em toda a sua organização, o Simcenter HEEDS Connect 2604 permite que você explore possibilidades mais rapidamente, trabalhe em conjunto de forma integrada e entregue projetos melhores — tudo isso com uma colaboração mais inteligente na nuvem. Transforme a colaboração da sua equipe de engenharia com o Simcenter HEEDS Connect 2604. Com edição de fluxos de trabalho em tempo real, integração de IA e gerenciamento centralizado de recursos, sua empresa pode acelerar decisões e otimizar projetos multidisciplinares com muito mais eficiência. 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Otimização de projeto modernizada com substitutos de IA, gerenciamento de recursos simplificado e integração de simulação aprimorada Este blog descreve como a versão mais recente do Simcenter HEEDS 2604 acelera os fluxos de trabalho de otimização de projetos para engenheiros que trabalham com simulações eletromagnéticas de alta frequência, CFD e otimização multidisciplinar, oferecendo gerenciamento mais rápido de recursos computacionais, modelos substitutos com inteligência artificial e integrações de simulação aprimoradas. Gerenciamento de recursos computacionais reinventado Projetos de otimização frequentemente exigem recursos computacionais significativos. Gerenciar dispositivos remotos, agendadores, serviços em nuvem e execução local era uma tarefa árdua – até agora. O novo catálogo de recursos O Simcenter HEEDS 2604 reformula a experiência do usuário para execução distribuída, modernizando os recursos de execução remota em um novo Catálogo de Recursos que transforma a maneira como você gerencia e implanta recursos de computação: Criação de recursos com um clique: configure qualquer tipo de recurso com apenas alguns cliques. Catálogos gerenciados: Faça o download de recursos gerenciados pré-configurados do Simcenter HEEDS Connect para uso imediato ou personalize-os copiando-os para seu catálogo local e modificando as configurações bloqueadas. Itens de submissão múltiplos: Crie vários itens de submissão no mesmo dispositivo usando submissão direta, PBS, LSF, SLURM, MSHPC ou agendadores personalizados – todos com parâmetros padrão configurados automaticamente. Modelos de tarefas pré-configurados para Rescale: Aproveite o poder de computação em nuvem do Rescale com IDs de modelos de tarefas pré-configurados que o Simcenter HEEDS clona automaticamente. Acesso fácil aos recursos: Selecione recursos predefinidos diretamente na guia Processo, com filtragem inteligente para exibir apenas os recursos com propriedades específicas do portal. Configuração persistente: Unidades locais e remotas mapeadas significam que você não precisa redefinir os caminhos novamente – sua configuração de recursos é mantida em todos os seus projetos do Simcenter HEEDS. A vantagem? Chega de reconfiguração tediosa de recursos. Implante análises em diversos ambientes computacionais com confiança e consistência. Otimização do uso de recursos para estudos que não envolvem otimização Análises rápidas em estudos de planejamento de experimentos podem sobrecarregar os recursos e consumir uma quantidade significativa de espaço em disco. O Simcenter HEEDS 2604 oferece a opção de maior controle sobre a alocação de recursos durante a execução de estudos de planejamento de experimentos (DOE), robustez e confiabilidade (R&R) e avaliação. A nova opção de alocação de recursos ajuda a equilibrar a eficiência computacional com o gerenciamento de espaço em disco, de acordo com as necessidades específicas do seu estudo. Controle de recursos opcional: Impede que estudos não otimizados consumam inesperadamente recursos excessivos de armazenamento e execução. Um construtor de redes neurais modernizado com recursos aprimorados O Simcenter HEEDS 2604 introduz um construtor de Redes Neurais modernizado no Simcenter HEEDS POST, que torna os modelos substitutos baseados em IA mais rápidos de treinar e fáceis de integrar em fluxos de trabalho de otimização. Explore o Construtor de Redes Neurais aprimorado O Simcenter HEEDS 2604 traz um construtor de Redes Neurais modernizado. Veja as novidades: Treinamento acelerado por GPU: Reduza significativamente o tempo de treinamento do modelo com a aceleração por GPU, permitindo um desenvolvimento mais rápido de modelos substitutos para fluxos de trabalho de otimização. Parada antecipada automática: evita o sobreajuste, pois o sistema interrompe automaticamente o treinamento assim que o modelo converge. Integração perfeita com o fluxo de trabalho: Exporte suas redes neurais treinadas para seu fluxo de trabalho de otimização com um único clique. Compatibilidade com o formato ONNX: Os modelos são salvos automaticamente no formato ONNX para máxima compatibilidade e portabilidade. Comparação e extensão fáceis: Salve, avalie e compare seus modelos treinados com outros modelos substitutos no Simcenter HEEDS POST sem esforço. Precisa refinar seu modelo? Simplesmente estenda ou continue o treinamento sem precisar começar do zero. Agora, os engenheiros podem substituir facilmente análises computacionalmente dispendiosas por substitutos precisos de redes neurais, acelerando os ciclos de otimização e mantendo a fidelidade exigida por seus projetos. Monitore a convergência do seu estudo com múltiplos objetivos Projetar produtos com objetivos conflitantes é sempre um desafio. Como saber se sua otimização de Pareto multiobjetivo está realmente convergindo? Como saber quando soluções viáveis ​​surgiram? E o que fazer se você precisar justificar um orçamento computacional adicional para as partes interessadas? Apresentando o gráfico de convergência de Pareto O Simcenter HEEDS 2604 apresenta o gráfico de convergência de Pareto, um novo e poderoso recurso de análise em tempo real que transforma a maneira como você monitora estudos multiobjetivo. Acompanhe o comportamento da convergência durante a execução da otimização e tome decisões informadas instantaneamente. As principais funcionalidades incluem: Monitoramento da convergência: Acompanhe a evolução das soluções de Pareto ao longo dos ciclos de otimização para avaliar a eficácia da convergência e determinar se um orçamento computacional adicional é justificado – tudo isso enquanto o estudo está em andamento. Detecção de viabilidade: Veja exatamente quando surgem soluções viáveis. Monitore a convergência de seus estudos multiobjetivo, eliminando suposições e possibilitando decisões mais inteligentes na alocação do orçamento de otimização. Análise e otimização automatizadas de ponta a ponta do Altair Feko O Simcenter HEEDS 2604 introduz um conjunto de novos portais Altair Feko que oferecem recursos abrangentes de otimização para simulações eletromagnéticas de alta frequência: Fluxo de trabalho integrado: Configure processos completos do CADFEKO, Feko Solver e POSTFEKO diretamente no Simcenter HEEDS, com a capacidade de executar cada portal em um recurso de computação separado, otimizando assim o tempo de resposta. Visualização avançada: Obtenha insights mais profundos com arquivos de visualização abrangentes para uma análise detalhada dos resultados. Exploração interativa de dados: Aproveite os formatos de plotagem específicos do Simcenter HEEDS com pontos de dados que aparecem ao passar o cursor sobre eles para obter insights detalhados e interativos sobre os resultados da sua otimização. Agora, os usuários do Altair Feko podem otimizar antenas, componentes de RF e outros dispositivos eletromagnéticos de alta frequência com facilidade. Portais aprimorados do Ansys Fluent e Fluent Meshing Para engenheiros que trabalham com o Ansys Fluent, o Simcenter HEEDS 2604 traz melhorias significativas, impulsionadas pela API Python do Fluent. A nova e aprimorada integração com o Fluent inclui: Processo de projeto simplificado: Realize modificações de geometria, remalhamento e substituição de malha/zona, tudo dentro de uma estrutura paramétrica robusta. Geometria e malha integradas: Passe da geometria para a simulação CFD em um fluxo de trabalho coeso. Utilize os novos portais Fluent para executar fluxos de trabalho completos de projeto paramétrico para CFD. Análise mais rápida para Siemens Designcenter (NX) e Simcenter 3D Você trabalha com projetos grandes e complexos do Siemens Designcenter (antigo NX) ou do Simcenter 3D? O Simcenter HEEDS 2604 facilita a integração dos seus modelos. Esta nova versão oferece uma solução para grandes e complexos desafios de projeto no Siemens Designcenter (NX) e no Simcenter 3D, com melhorias significativas na análise sintática que transformam a experiência de trabalho com modelos de escala empresarial. Análise sintática mais rápida: Utilizando uma nova abordagem de análise sintática baseada em grupos, o Simcenter HEEDS 2604 consegue processar modelos com milhares de expressões de forma significativamente mais rápida. Em resumo O Simcenter HEEDS 2604 representa um avanço significativo para engenheiros e organizações comprometidas com o aprimoramento de suas capacidades de otimização de projetos: Catálogo de recursos centralizado para configuração simplificada de recursos Rede Neural Modernizada com integração aprimorada Rastreamento da convergência de Pareto em tempo de execução com nova ferramenta de plotagem Suporte expandido para simulação com integração do Feko e portal Fluent aprimorado. Como líder em soluções de simulação e teste, a Siemens continua a desenvolver recursos de engenharia colaborativa que ajudam equipes dos setores aeroespacial, automotivo e de equipamentos industriais a acelerar a inovação. Seja para otimizar antenas, fluxo de fluidos, projetos estruturais ou sistemas multifísicos complexos, o Simcenter HEEDS 2604 permite explorar possibilidades mais rapidamente, tomar decisões mais seguras e entregar projetos melhores — tudo isso trabalhando de forma mais inteligente, não mais árdua. Pronto para acelerar seus resultados com otimização orientada por IA e simulações integradas? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar o Simcenter HEEDS 2604 no seu fluxo de engenharia, reduzindo custos computacionais, ganhando velocidade nas análises e elevando a qualidade das suas decisões de projeto. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Sistemas rotativos, como turbinas a gás, são usados ​​para geração de energia na indústria energética ou propulsão na indústria aeroespacial e estão sujeitos a condições extremas, com altas temperaturas e cargas elevadas. Sob tais condições, defeitos induzidos durante o processo de fabricação podem ter efeitos catastróficos no desempenho de uma peça. Quando há um desequilíbrio na carga externa ou quando imperfeições internas afetam a simetria do sistema, podem ocorrer vibrações que, dependendo da velocidade de rotação e das características intrínsecas do sistema, podem danificar a peça ou todo o conjunto. A deformação térmica (empenamento térmico) de uma turbomáquina surge na presença de um gradiente de temperatura vertical, induzido pelo processo de resfriamento após o desligamento do motor. Quando o motor é reiniciado, o empenamento do rotor pode ser responsável por altas vibrações no motor e deve ser cuidadosamente analisado. O empenamento também pode ser causado por forças estáticas ou pressão. Em um sistema desse tipo, podemos esperar vibrações quando a estrutura se deforma devido à temperatura e à carga estática. Mas as vibrações de cada parte rotativa também podem ser causadas por imperfeições, como a excentricidade do centro de massa de um disco com pás. Turbina a gás onde o rotor de alta pressão (parte externa no centro) gira três vezes mais rápido que o compressor e a turbina (parte interna). As pás são modeladas por inércia concentrada no eixo do rotor Além disso, muitos sistemas rotativos são compostos por componentes diferentes que não giram na mesma velocidade. Por exemplo, em uma turbina a gás, os estágios de turbina e compressor de alta pressão podem girar três vezes mais rápido do que os estágios de turbina e compressor de baixa pressão. Deve-se, portanto, entender como os defeitos dependentes da velocidade de rotação serão considerados na resposta harmônica. Neste post, aborda-se dois cenários importantes na resposta harmônica: o desequilíbrio dinâmico induzido por uma forma deformada (arqueamento térmico) e múltiplos desequilíbrios em diferentes partes rotativas. Quando a deformação térmica e estática induz vibrações em uma estrutura rotativa Sistemas rotativos frequentemente são submetidos a condições extremas de temperatura, pressão ou cargas que podem gerar vibrações. Além disso, a dinâmica pode ser afetada por defeitos no rotor decorrentes da fabricação, como a distribuição não uniforme de massa ou o desalinhamento do eixo. Neste post, veremos como as condições externas que causam deformação no rotor influenciam o comportamento vibracional do sistema. A curvatura induzida pela curvatura térmica deforma a estrutura, tornando-a assimétrica em relação ao eixo do rotor. Essa deformação desloca a massa, de modo que ela deixa de estar uniformemente distribuída ao redor do eixo do rotor. As excentricidades em relação ao eixo do rotor induzem cargas desequilibradas que são proporcionais ao quadrado da velocidade de rotação. No exemplo acima (1), um sistema rotativo é composto por dois rotores: o rotor de Alta Pressão gira 3 vezes mais rápido que o rotor de Baixa Pressão. O sistema é modelado por elementos de Fourier 2D (modelo axisimétrico com harmônicos de Fourier), que é a melhor alternativa aos modelos 3D, em termos de precisão e tempo de CPU. As condições externas são tais que uma força estática deforma os rotores na forma de um arco. (2) A forma de arco quebra a simetria do rotor em torno do eixo de rotação. Consequentemente, induz naturalmente um desequilíbrio em ambos os rotores que é igual a: Massa x ecc x Ω 2 Onde Ω é a velocidade de rotação de cada rotor e ecc é a excentricidade deduzida da forma deformada. Esses desbalanceamentos em ambos os rotores causam vibrações em todo o sistema, que podem ser estudadas nas faixas de frequência de operação, para garantir que os níveis de vibração sejam aceitáveis. As vibrações são representadas para uma frequência e harmônico selecionados em (3), e o gráfico de órbita em (4) pode reproduzir a vibração total do sistema para uma localização e frequência selecionadas. Agora, mais adiante neste blog será abordado como o software pode gerenciar cargas desbalanceadas que correspondem a diferentes velocidades de rotação. Imperfeições nas partes rotativas induzem cargas indesejáveis ​​no sistema rotativo Os defeitos iniciais provenientes do processo de fabricação são independentes da carga externa aplicada à estrutura. No entanto, eles induzem cargas na estrutura que resultam em vibrações. Dentre os cenários típicos em dinâmica de rotores que requerem testes, a simulação de defeitos de desbalanceamento é a principal prioridade para os engenheiros. Um defeito de desbalanceamento ocorre quando os centros de massa e geométrico não coincidem. O desbalanceamento cria uma carga que é amplificada com a velocidade de rotação do rotor Ω, proporcionalmente a Ω2. No vídeo abaixo, o sistema rotativo desbalanceado montado em mancais flexíveis pode apresentar amplitudes de vibração muito altas durante a rotação, especialmente em determinadas velocidades. Os picos na resposta correspondem às velocidades críticas indesejadas do sistema. Múltiplos harmônicos na resposta de frequência Em um conjunto formado por vários rotores girando em velocidades diferentes, podem existir múltiplos defeitos de desequilíbrio, cada um induzindo forças que estão ligadas a diferentes velocidades de rotação e, consequentemente, a diferentes frequências. Ao estudar a resposta harmônica, os engenheiros estão interessados ​​no comportamento do sistema durante um ciclo completo, em uma faixa de frequências (ou velocidades de rotação). Com um único defeito, a equação do movimento é resolvida para uma única frequência ω: ou definindo a matriz de rigidez dinâmica Z(Ωω)q(ω)=g(ω) Agora, para múltiplos defeitos correspondentes a diferentes velocidades de rotação, o Simcenter 3D Rotor Dynamics utiliza múltiplos harmônicos simultaneamente para resolver a simulação. Cada harmônico corresponde à frequência individual (velocidade de rotação) de cada rotor. A equação (5.1) torna-se um sistema de equações a serem resolvidas, para diferentes frequências ω. Quando os rotores são axissimétricos, as equações do sistema não estão acopladas, de modo que todo o conjunto pode ser resolvido em um referencial fixo, com o comportamento dos mancais representado por funções lineares. Em uma simulação que utiliza múltiplos harmônicos, os resultados são apresentados para cada harmônico individual ω1, ω2,… , tornando o pós-processamento menos intuitivo em comparação com o caso mono-harmônico. Felizmente, é possível recombinar os resultados de todos os harmônicos no domínio do tempo por meio de gráficos de órbita para um ou vários ciclos, a fim de exibir o resultado final. No exemplo dos rotores duplos, onde os desequilíbrios foram deduzidos da forma deformada, foram utilizados dois harmônicos (ω1 e ω2 ) de acordo com as duas velocidades do rotor Ω1 para o rotor de baixa pressão e Ω2 =3Ω1 para o rotor de alta pressão. Para cada frequência de referência, o resultado do deslocamento na direção Y para os harmônicos ω1 e ω2 é mostrado na figura abaixo. Tendo identificado o pico de deslocamentos em ω1 = 55 Hz, pode-se verificar a vibração total combinando os dois harmônicos para o deslocamento nas direções X e Y (perpendiculares ao eixo do rotor): X (t) = X ω1 e i (w1 t + φ 1) + X ω2 e i (w2 t + φ 2) Y (t) = Y ω1 e i (w1 t + φ 1) + Y ω2 e i (w2 t + φ 2) Onde (Xω1, Yω1 ) e (Xω2, Yω2 ) são as vibrações calculadas nos harmônicos 1 e 2, respectivamente. Um ponto no eixo de um rotor que está ligado a um rotor de alta pressão pode ser representado por um gráfico de órbita (X(t), Y(t)). Onde, um período na frequência de referência do primeiro rotor (baixa pressão) corresponde a 3 ciclos do segundo rotor (alta pressão): Com um gráfico de órbita como esse, o engenheiro pode determinar se a vibração na faixa de frequência operacional é aceitável. Uma demonstração de como isso pode ser feito no Simcenter 3D é mostrada abaixo. Com a resposta harmônica, o engenheiro tem a possibilidade de estudar o comportamento do seu sistema rotativo em uma gama de frequências e velocidades de rotação. Com essa análise, defeitos como desbalanceamento ou desalinhamento podem ser estudados em uma faixa de frequência, e cargas externas podem ser aplicadas em função da frequência. Neste post, apresentamos como o Simcenter 3D Rotor Dynamics pode estudar defeitos de desbalanceamento simultâneos em diferentes rotores girando em velocidades distintas, bem como o desbalanceamento natural que pode ser deduzido de uma geometria deformada (empenamento térmico ou empenamento estático) devido a fatores externos, como cargas aplicadas e temperatura. O Simcenter 3D simplifica todo o fluxo de trabalho, desde a definição da geometria até as ferramentas de pós-processamento, e inclui ferramentas específicas para concluir todas as etapas do processo. Garanta a confiabilidade e o desempenho dos seus sistemas rotativos antes que vibrações e desequilíbrios comprometam seus projetos — fale com a CAEXPERTS. Nossos especialistas podem ajudar você a aplicar simulações avançadas com o Simcenter 3D para identificar falhas, otimizar o comportamento dinâmico e reduzir riscos operacionais. Agende uma reunião e descubra como levar mais segurança e eficiência aos seus sistemas. 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Introdução No âmbito da mobilidade elétrica e dos sistemas de armazenamento estacionário de energia elétrica, que estão em rápida evolução, torna-se crucial dispor de modelos de bateria precisos para um projeto de sistema eficaz. Os modelos de bateria podem ser amplamente categorizados em dois tipos: o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico. O modelo de circuito equivalente simplifica os complexos processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria, representando-a como um circuito elétrico composto por resistores, capacitores e fontes de tensão. Este modelo oferece uma abordagem prática e direta para simular o comportamento da bateria e é amplamente utilizado em simulações de sistemas (por exemplo, simulação de baterias) e em aplicações em tempo real (por exemplo, sistemas de gerenciamento de baterias em veículos). Por outro lado, o modelo eletroquímico ou modelo P2D (Pseudo-Bidimensional) aprofunda-se nos intrincados processos eletroquímicos que ocorrem dentro de uma bateria. Ele considera os diversos fenômenos físicos e químicos, como difusão de íons de lítio, migração e reações químicas, para fornecer uma representação mais precisa do desempenho da bateria. O modelo eletroquímico leva em conta fatores como cinética dos eletrodos, gradientes de concentração e efeitos da temperatura, tornando-o adequado para análises detalhadas e estudos voltados para pesquisa. Uma breve comparação de ambos os modelos é apresentada na tabela abaixo. Embora o modelo de circuito equivalente ofereça simplicidade e facilidade de implementação, ele pode não capturar todas as nuances do comportamento da bateria, como a deposição de lítio metálico. Por outro lado, o modelo eletroquímico proporciona uma compreensão mais abrangente, mas requer mais recursos computacionais e parâmetros de entrada detalhados. Uma breve comparação entre o modelo de circuito equivalente e o modelo eletroquímico Neste post, o foco é o modelo eletroquímico do Simcenter Amesim. Você descobrirá as principais características deste modelo, que permitem obter informações sobre diferentes comportamentos críticos da bateria, tais como: Processo eletroquímico dentro da célula da bateria Revestimento de lítio Envelhecimento Simulação do processo eletroquímico dentro da bateria A Figura 1 apresenta uma representação esquemática do modelo eletroquímico P2D da bateria. Os materiais ativos são representados como partículas esféricas para cada eletrodo. Cada eletrodo é discretizado em múltiplas camadas, com cada camada contendo uma partícula em contato com o eletrólito. Cada partícula também é discretizada em múltiplas camadas. Essa abordagem permite uma compreensão detalhada do comportamento e das interações de diferentes elementos (por exemplo, materiais ativos, íons de lítio, eletrólito) dentro do sistema da bateria. Ao representar a bateria dessa maneira, o modelo consegue capturar as complexidades dos fenômenos em nível de partícula, contribuindo para uma análise abrangente dos comportamentos internos da bateria, como a concentração de íons de lítio na superfície de diferentes partículas, as quedas de tensão em diferentes elementos da bateria, o potencial médio do ânodo, etc. O Simcenter Amesim também oferece uma versão simplificada do modelo P2D, conhecida como modelo de partícula única com eletrólito (SPMe), que reduz a complexidade computacional ao representar cada eletrodo com uma única partícula. Essa versão é adequada para cenários que exigem análises mais rápidas, mantendo a precisão da simulação. Figura 1: Representação esquemática do modelo eletroquímico da bateria P2D A Figura 2 mostra os resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo P2D no Simcenter Amesim para uma célula de bateria NMC/SiC de 5Ah. Os valores dos parâmetros do modelo P2D foram obtidos do trabalho de Chen et al. [2]. Além da tensão da célula, o modelo pode simular vários indicadores internos, incluindo a sobretensão ôhmica e cinética em cada eletrodo, as concentrações de lítio no eletrólito e a sobretensão média de difusão no eletrólito. Figura 2: Resultados da simulação de uma descarga constante com o modelo eletroquímico da bateria P2D Também é possível interconectar múltiplos modelos P2D do Simcenter Amesim para obter uma discretização de primeiro nível da célula. A Figura 3 mostra um exemplo com uma discretização 4×3 para uma célula prismática. Cada nó de discretização possui um modelo P2D acoplado a uma massa térmica para calcular a temperatura local. Os coletores de corrente também são discretizados utilizando resistências. Comparada a uma simulação CFD detalhada com milhares de malhas da célula, essa abordagem ajuda a obter resultados de simulação rápidos e limita o escopo das simulações detalhadas a serem realizadas em um software CFD, como os recursos de projeto de células 3D do Simcenter STAR-CCM+. Figura 3: Exemplo de discretização de células de bateria para estudo térmico local Revestimento de lítio A deposição de lítio metálico ocorre quando o lítio metálico se deposita no eletrodo negativo de uma bateria durante o carregamento inadequado (por exemplo, carregamento rápido em baixa temperatura), levando à redução da eficiência e a riscos de segurança. Como o carregamento rápido é um dos cenários de uso importantes para veículos elétricos e outros sistemas baseados em baterias (por exemplo, eVTOL, sistemas de armazenamento estacionário de baterias), o emprego de técnicas como a estimativa de modelos é crucial para a compreensão e prevenção da deposição de lítio metálico. Com o modelo eletroquímico Simcenter Amesim, você pode acessar facilmente uma variável interna do modelo para detectar o risco de ocorrência de deposição de lítio metálico. Essa variável é a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo. Durante o carregamento, a deposição de lítio metálico pode ocorrer se a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cair abaixo de 0 V. A Figura 4 mostra um exemplo dos resultados das simulações de carregamento CCCV para uma célula de bateria NMC/C de 45 Ah em duas temperaturas diferentes. Os resultados indicam que, próximo ao final do carregamento a 10 °C, há risco de ocorrência de deposição de lítio metálico, pois a sobretensão líquido-sólido do eletrodo negativo cai abaixo de 0 V. Figura 4: Exemplo de resultados de simulação para cargas CCCV em uma célula NMC/C de 45Ah Envelhecimento Com o modelo eletroquímico de baterias Simcenter Amesim, o comportamento de envelhecimento da bateria também pode ser simulado através da modelagem de diferentes mecanismos de envelhecimento que causam perda de capacidade, como o crescimento da camada SEI e a deposição de lítio. A Figura 5 apresenta um exemplo de simulação da perda de capacidade devido à deposição de lítio em uma célula NMC/C de alta energia em duas temperaturas diferentes. Figura 5: Exemplo de resultados de simulação para perda de capacidade devido à deposição de lítio em duas temperaturas diferentes Referências 1. Astaneh, M.; Andric, J.; Löfdahl, L.; Maggiolo, D.; Stopp, P.; Moghaddam, M.; Chapuis, M.; Ström, H. Metodologia de otimização de calibração para modelo de pacote de baterias de íon-lítio para veículos elétricos em aplicações de mineração. Energies 2020 , 13, 3532. 2. C.-H. Chen, FB Planella, K. O'Regan, D. Gastol, WD Widanage e E. Kendrick, “Desenvolvimento de técnicas experimentais para parametrização de modelos de baterias de íon-lítio multiescala”, J. Electrochem. Soc., vol. 167, nº 8, p. 080534, jan. 2020 3. Demonstração “Comparação de modelos de baterias eletroquímicas NMC-SiC pseudo-bidimensionais (P2D)”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 4. Demonstração “Estratégias de carregamento baseadas na sobretensão do eletrodo negativo – Detecção de deposição de lítio”, Simcenter Amesim Help, V2410, 2024 5. Demonstração “Modelagem de revestimento de lítio”, Ajuda do Simcenter Amesim, V2410, 2024 Garanta decisões mais precisas no desenvolvimento de baterias com o suporte de especialistas. Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como aplicar modelos eletroquímicos avançados no Simcenter Amesim para otimizar desempenho, segurança e vida útil dos seus sistemas. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

As turbomáquinas representam um dos campos mais desafiadores e sofisticados da engenharia moderna. Seu desenvolvimento exige a operação em condições extremas de temperatura, pressão e velocidade, o que impõe requisitos rigorosos aos materiais, ao projeto mecânico e à confiabilidade operacional. Atualmente, motores a jato e outras turbinas operam em temperaturas superiores a 1.500 °C e sob níveis de pressão severos, em regimes que ultrapassam os limites convencionais da maioria dos materiais. Ainda assim, esses sistemas precisam manter elevada eficiência, integridade estrutural e baixo peso, especialmente em aplicações aeronáuticas. Nesse contexto, o avanço das turbomáquinas depende diretamente da capacidade de compreender, prever e controlar o comportamento de seus componentes e fenômenos de operação por meio de ensaios experimentais, simulações rigorosas e da construção contínua de conhecimento ao longo do tempo. Diversas disciplinas da engenharia precisam trabalhar juntas para criar uma turbina a gás Em outras palavras, a inteligência artificial precisa de bons dados de entrada. A diferença é que a IA moderna consegue processar mais dados, aprender mais rapidamente com eles e aplicar essas lições em uma escala sem precedentes, moldando o futuro das turbomáquinas de maneiras que estamos apenas começando a compreender.   Os obstáculos que os fabricantes de equipamentos originais (OEMs) enfrentam em um mundo em constante mudança. O futuro das turbomáquinas depende do equilíbrio entre múltiplos desafios de engenharia; todos devem ser otimizados simultaneamente Os fabricantes e fornecedores de turbomáquinas de hoje enfrentam um desafio ambicioso: projetar e produzir motores mais flexíveis, mais potentes, maiores, com lançamento mais rápido, mais sustentáveis, mais silenciosos, mais leves e com refrigeração otimizada. Otimizar um atributo muitas vezes significa fazer concessões em outro, exigindo ferramentas sofisticadas e conhecimento especializado para alcançar o equilíbrio perfeito. Esse equilíbrio definirá o futuro do desenvolvimento de turbomáquinas. Além disso, fluxos de trabalho desconectados entre o projeto e a manufatura criam um problema. Eles interrompem a cadeia de conhecimento que deveria fluir do projeto para a produção. Quando uma equipe de projeto em um local usa ferramentas e padrões de dados diferentes da equipe de manufatura em outro, informações sobre desempenho se perdem na tradução. Isso pode levar a ineficiências, retrabalho e atrasos dispendiosos, incluindo atrasos no lançamento de projetos, devido à falta de um fluxo contínuo de informações. Tempo de inatividade não planejado pode resultar em altos custos para todos os envolvidos. Estimar com precisão o desempenho térmico detalhado de subsistemas, especialmente de componentes críticos como pás e palhetas de turbina refrigeradas, exige o gerenciamento de uma complexa convergência de CAD, aerodinâmica, integridade mecânica e aeromecânica. Cada uma dessas disciplinas traz seus próprios desafios, melhores práticas e a necessidade de ultrapassar os limites por meio de pesquisa para criar o melhor motor possível. Plano da Siemens para inovação acelerada e o futuro das turbomáquinas Na Siemens, considera-se que a superação desses desafios reside em uma abordagem holística que integra tecnologia de ponta a fluxos de trabalho inteligentes. A resposta proposta é a engenharia de desempenho integrada e impulsionada por IA, uma convergência robusta capaz de acelerar drasticamente os ciclos de inovação, ao mesmo tempo que preserva a experiência acumulada ao longo da história da engenharia. O chamado fio digital é frequentemente apontado como a pedra angular do futuro da engenharia de turbomáquinas. O futuro das turbomáquinas depende de uma integração digital contínua, desde a concepção até a fabricação A informação integrada ao longo de todo o ciclo de vida do produto, desde a concepção até a fabricação, significa conectar a cadeia CAE-CAD-CAM, reduzindo drasticamente os ciclos de produção e fomentando um ambiente verdadeiramente colaborativo. Mas, fundamentalmente, significa criar uma única fonte de verdade para todos os dados relevantes: a intenção do projeto, os resultados da simulação, as tolerâncias de fabricação, as variações da produção e, em última instância, o desempenho no mundo real. Adota-se uma abordagem abrangente na qual diversas disciplinas da engenharia convergem — aerodinâmica, estruturas, termodinâmica, acústica e ciência dos materiais —, permitindo melhorias holísticas. Garante-se que cada decisão de projeto seja tomada com uma compreensão completa de seu impacto em todos os domínios. Ao se ajustar a geometria de uma pá, é necessário compreender imediatamente não apenas os benefícios aerodinâmicos, mas também as implicações estruturais, as consequências térmicas e a viabilidade de fabricação. Para isso, exige-se que todos os dados relevantes estejam atualizados, precisos e imediatamente disponíveis. Simulações de interação de turbinas a combustão Acabou a era das ferramentas isoladas e dos fluxos de trabalho fragmentados. Esse ambiente harmonizado conecta as ferramentas, permitindo a automação e a exploração de análises em grande escala. Quando as ferramentas estão desconectadas, os dados são traduzidos e reinseridos várias vezes, introduzindo erros e reduzindo a fidelidade das informações que fluem pelo sistema. Ferramentas unificadas preservam a integridade dos dados. Eficácia do resfriamento por película usando simulações de grandes vórtices Capacitam-se engenheiros com simulações rápidas e precisas, democratizando recursos avançados de simulação que conduzem a insights de engenharia acelerados e ao desenvolvimento contínuo de peças e montagens. A velocidade é importante, mas a precisão é o que realmente importa. Uma simulação rápida baseada em dados de entrada de baixa qualidade pode induzir a interpretações equivocadas. Por isso, busca-se garantir que as simulações executadas sejam rápidas e confiáveis, fundamentadas em modelos validados e em dados de entrada de alta qualidade. Ao combinar testes virtuais e físicos, constroem-se evidências robustas de conformidade. As simulações complementam os testes, mas não os substituem. Os dados obtidos em testes físicos validam as simulações, enquanto simulações validadas permitem explorar projetos que, de outra forma, exigiriam ensaios físicos. Dessa forma, estabelece-se um ciclo virtuoso de modelos progressivamente mais precisos e decisões cada vez mais confiáveis. Simulações de colisões com pássaros treinadas por IA de Física e uma plataforma de testes para certificação e verificação de motores Por meio do Siemens Xcelerator, a manufatura é transformada com um fio digital baseado em IA que cria uma conexão completa de ponta a ponta entre domínios, do projeto à fabricação. Isso abrange o projeto CAD e a otimização multifísica (ruído, vibração, força, fluido, pressão, temperatura) por meio da programação CAM, gerenciamento de dados, planejamento, usinagem CNC e inspeção. Bombas de engrenagem com topologia otimizada, impressão 3D e simulações CNC exemplificam o futuro das turbomáquinas: 80% mais rápidas quando treinadas por IA O poder transformador da IA ​​e do aprendizado de máquina, baseado em dados sólidos Um modelo de aprendizado de máquina capaz de prever a vida útil por fadiga das pás de turbinas o faz com base em treinamento realizado a partir de dados históricos sobre materiais das pás, condições de operação, modos de falha e resultados observados. Quanto melhor a qualidade desses dados, mais precisas tendem a ser as previsões e maior se torna a confiabilidade na definição dos rumos futuros das turbomáquinas. Combina-se o poder da IA ​​com simulação para oferecer melhor desempenho mais rapidamente. A exploração de projetos com IA permite a otimização automatizada e inteligente, ajudando os engenheiros a descobrir os melhores projetos em cada etapa. Inteligência artificial (IA) da física treinada em desvios comuns de fabricação e simulações de defeitos operacionais Utiliza-se modelos substitutos para análises complexas, como a análise de fluência por elementos finitos em 3D, proporcionando alta precisão ao prever locais e valores críticos e acelerando significativamente esses processos demorados. Esses modelos substitutos são treinados com dados de simulação de alta fidelidade; essencialmente, eles aprendem os padrões que simulações físicas detalhadas capturariam. Mas, novamente, sua precisão depende inteiramente da qualidade dos dados de treinamento. Líderes do setor estão aproveitando todas as oportunidades de reutilização de dados, adotando a IA de forma acelerada por meio de simulação com gerenciamento de configuração. A Siemens Energy , por exemplo, utiliza o simulador preditor de IA HEEDS para agilizar a integração de processos CAD e CAE em diversas disciplinas de engenharia. Otimização de projetos multidisciplinares acelerada por previsões de IA Pronto para enfrentar os desafios mais complexos no desenvolvimento de turbomáquinas com mais eficiência, integração e inovação? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como nossas soluções em simulação, engenharia integrada e transformação digital, como o Simcenter 3D e o Simcenter STAR-CCM+ , podem acelerar seus projetos, reduzir riscos e levar seus resultados a um novo patamar. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

A versão mais recente do Designcenter NX não é uma atualização incremental; é um investimento estratégico na transformação digital. Estão sendo oferecidas as ferramentas necessárias para que você possa competir em um futuro orientado por IA, conectado à nuvem e baseado em modelos. Essa nova versão do introduz um amplo conjunto de melhorias em montagem, projeto, desenhos e experiência do usuário. Esta atualização concentra-se na expansão dos recursos principais de modelagem e montagem, na melhoria da criação e do controle de desenhos e no aprimoramento contínuo da usabilidade geral da experiência baseada em navegador. Todas as novas capacidades são sustentadas por 4 pilares fundamentais. Esses quatro pilares são: Os 4 pilares Designcenter X NX – Oferecendo uma solução de colaboração completa Estamos vivendo uma era de transformação, na qual empresas globais estão migrando para modelos de software como serviço (SaaS). Há um desejo real na indústria de reduzir o tempo de lançamento no mercado, gerenciar a crescente complexidade e garantir uma estratégia de TI simplificada para permitir conectividade instantânea. Pesquisa da Siemens indica que os modelos SaaS resultam em um aumento de 19% na produtividade e em um aumento de quase 100% no tempo de atividade e na confiabilidade. Por isso, continua-se investindo na estratégia Designcenter X NX para criar um ambiente verdadeiramente colaborativo para os usuários. O Designcenter permite que você projete para o futuro, seja pelo navegador ou pelo computador, oferecendo flexibilidade incomparável. É o ambiente mais completo e com escalabilidade exclusiva para desenvolvimento de produtos, com o melhor software de engenharia de produtos da categoria. Apresentando o Live Share Vamos analisar mais de perto. A colaboração na nuvem para equipes distribuídas globalmente é fundamental, à medida que as empresas continuam a migrar para um modelo de trabalho híbrido. Há uma enorme demanda para que as empresas possam trabalhar no desenvolvimento de produtos em tempo real. O Live Share permite a criação colaborativa em tempo real, preservando a segurança e a lógica de negócios comprovadas pelo setor. Com ele, vários engenheiros podem trabalhar simultaneamente na mesma montagem ou peça em tempo real. Além disso, funciona com dados gerenciados tanto na nuvem quanto pelo software Teamcenter®. O Live Share possibilita a verdadeira engenharia simultânea, reduzindo o tempo do ciclo de projeto em 30 a 50% e eliminando atrasos dispendiosos. Automação com inteligência artificial O poder da Inteligência Artificial continua a transformar o cenário competitivo para engenheiros em todo o mundo. A IA é a principal área de investimento em tecnologia para fabricantes. Os novos recursos de IA estão reduzindo a necessidade de tarefas repetitivas, acelerando o trabalho dos engenheiros de projeto e liberando-os para se concentrarem na inovação em vez de operações manuais. Os primeiros a adotar tecnologias de IA relatam uma economia de tempo superior a 40% em tarefas comuns, e é por isso que ela está no centro da estratégia de lançamento contínuo. Aqui estão alguns dos novos fluxos de trabalho baseados em IA na versão mais recente do Designcenter NX . Designcenter X NX Copilot O Designcenter X NX Copilot é o assistente de IA generativa focado em engenharia que dá vida à inovação, transformando linguagem natural em ação. A nova ferramenta aproveita as melhores práticas do setor e o conhecimento da Siemens para guiar os usuários em tarefas complexas com respostas experientes e informativas. Com o Copilot, você pode fazer perguntas em linguagem simples e tudo será traduzido em comandos específicos da área, auxiliando em tudo, desde as melhores abordagens de design até a resolução de erros. Os benefícios são reais; o Copilot reduz o tempo e o esforço em tarefas complexas, simplificando os fluxos de trabalho e tornando o Designcenter X NX mais acessível e fácil de usar, especialmente para novos usuários que desejam desbloquear mais funcionalidades. Interface CAD com modelo mecânico e o Copilot exibindo sugestões Digital Threads Vamos dar uma olhada em digital threads e em onde se concentra a atenção desta versão. Novas funcionalidades para o Consultor de Design para Manufatura (DFM) O DFM Advisor é um aplicativo de projeto para manufatura que fornece informações críticas sobre a produção de peças durante a fase de projeto. Trata-se de um novo aplicativo desenvolvido para identificar áreas de fabricação problemáticas e de alto custo em qualquer modelo de projeto. Para a nova versão do Designcenter NX , foram adicionados verificadores adicionais para oferecer suporte a vários métodos de fabricação, incluindo verificadores de fresagem, verificadores de montagem e verificadores de chapa metálica. Novas capacidades de estrutura de navios O Ship Structures é um ambiente altamente produtivo e colaborativo para modelagem de estruturas navais. Com cobertura completa dos fluxos de trabalho de projeto naval em todas as etapas do projeto, você pode reutilizar os dados do projeto para informações de produção subsequentes e para a geração de desenhos. Novas ferramentas para aprimorar o suporte ao fluxo de trabalho de informações de produção para projeto, juntamente com melhorias significativas de desempenho e ferramentas de IA, resultaram em um aumento de 20 a 30% no desempenho para visualizações e atualizações de seção. Estrutura de navio no ambiente Ship Structures Design para Sustentabilidade no Designcenter NX Para finalizar, vamos falar sobre os ganhos de produtividade associados à sustentabilidade. O Design para Sustentabilidade é um aplicativo desenvolvido especificamente para esse fim, que integra a sustentabilidade ao design de produtos de forma transparente. Ele permite a tomada de decisões baseadas em dados por meio de visualização e relatórios avançados, possibilitando a avaliação do impacto ambiental em tempo real. Além disso, o Design para Sustentabilidade pode ser integrado aos revestimentos e à fabricação para garantir que todas as metas de sustentabilidade estejam alinhadas com a eficiência da produção. A importância da engenharia imersiva A seguir, vamos destacar os novos recursos adicionados em conjunto com a engenharia imersiva. A Engenharia Imersiva continua a transformar a maneira como os engenheiros criam produtos. É um produto para o futuro, que permite a todos experimentar gêmeos digitais de forma natural em um ambiente imersivo. Um produto que não se limita a um único setor, é uma ferramenta que oferece o único ambiente CAD XR totalmente integrado, o que significa que você pode permanecer em seu aplicativo de engenharia habitual e garantir a segurança dos seus dados. É uma solução premiada, projetada por engenheiros, para engenheiros. Atualizações ao vivo em reuniões colaborativas imersivas Está-se aprimorando a oferta de engenharia imersiva por meio do Immersive Collaborator. O Immersive Collaborator agrega valor real e facilita a tomada de decisões, permitindo atualizações ao vivo e alterações de design durante as reuniões. As alterações feitas pelo anfitrião da sessão são comunicadas aos outros usuários para que possam observar e interagir. As atualizações em tempo real estão habilitadas para o Animation Designer, o Mechatronics Concept Designer (MCD) e outras operações de design compatíveis. Isso representa uma verdadeira revolução para simulações e alterações de design, principalmente na identificação de colisões e na necessidade de realizar mudanças rápidas. Análise de ciclista com simulação aerodinâmica em ambiente virtual Capacidades de montagem ampliadas no NX Restrição de Centralização. Posicione os componentes em uma montagem centralizando-os entre duas faces Os fluxos de trabalho de montagem recebem diversas adições importantes nesta versão, principalmente em relação ao posicionamento, movimento e visualização. Novos tipos de restrição, incluindo restrição central, junta cilíndrica e junta deslizante, expandem as possibilidades de definição e comportamento dos componentes em uma montagem. Isso possibilita movimentos e posicionamentos mais realistas, como permitir rotação e translação ao longo de um eixo comum ou restringir o movimento a uma única direção. Para facilitar a visualização e a comunicação de montagens, foi introduzida a função de explosão manual, que permite aos usuários mover e rotacionar componentes usando a Tríade Inteligente. Essa função também pode ser usada para refinar as vistas explodidas automaticamente. As melhorias adicionais incluem a capacidade de copiar componentes diretamente do Navegador de Montagens usando fluxos de trabalho de arrastar e soltar, acesso expandido a peças padrão em vários padrões globais e desempenho aprimorado ao trabalhar com montagens grandes. Fluxos de trabalho de design mais rápidos e flexíveis Excluir Corpo. Remove corpos do modelo associativamente na árvore de histórico. O recurso pode ser suprimido para ressuscitar os corpos As melhorias de design nesta versão têm como foco facilitar a criação, modificação e gerenciamento de geometrias, reduzindo as dificuldades. Novas funcionalidades, como o padrão de esboço, permitem aos usuários replicar rapidamente geometrias em matrizes lineares ou circulares, enquanto o chanfro de esboço adiciona mais controle ao definir detalhes em nível de esboço. A edição de modelos também se tornou mais flexível com a adição das opções "excluir corpo" e "excluir face", que permitem aos usuários remover geometria mantendo a associatividade na árvore de histórico. Esses recursos podem ser suprimidos para restaurar a geometria, se necessário. Os comandos principais de modelagem também foram ampliados, com extrusão, revolução e substituição de face agora suportando parâmetros de inclinação e espessura. As atualizações no comando de casca proporcionam maior controle sobre a direção do deslocamento, e os aprimoramentos no comando de consulta facilitam o acesso a informações detalhadas da face, como área da superfície e centroide. Desenhos mais completos e personalizáveis Marca de centro, linha de centro e diâmetro do círculo primitivo. Use essas anotações em desenhos para comunicar a intenção do projeto, localizar elementos e fabricar peças com precisão A funcionalidade de desenho foi significativamente expandida para suportar fluxos de trabalho de documentação mais completos. Agora, os usuários podem editar desenhos incorporados diretamente no mesmo arquivo de peça do NX , simplificando as transições entre modelagem e detalhamento. Os novos controles de camadas permitem um melhor gerenciamento da visibilidade e seleção dos desenhos, ajudando a reduzir a desordem. Foram introduzidas diversas novas funcionalidades de anotação e detalhamento, incluindo marcas de centro, linhas de centro e anotações de diâmetro do círculo primitivo , juntamente com um controle expandido sobre as configurações de dimensão e anotação . Para fluxos de trabalho com chapas metálicas, a adição de uma tabela de dobras permite a inclusão de informações específicas de fabricação, como raio de dobra, ângulo e direção, diretamente no desenho. Atualizações adicionais nas configurações de visualização de desenho, preferências, listas de peças e tabelas de furos proporcionam mais flexibilidade e controle, ajudando as equipes a alinhar os resultados com os padrões internos. Melhorias contínuas na usabilidade e na experiência do usuário Notificação de atualização de versão. Receba notificações automáticas sempre que o produto for atualizado, com um link para informações sobre as novidades da versão Esta versão também introduz diversas atualizações destinadas a melhorar a usabilidade e tornar o aplicativo mais intuitivo. Agora, os usuários podem selecionar perfis de usuário para alinhar o comportamento do mouse e do teclado com o NX ou outros sistemas CAD convencionais, reduzindo a curva de aprendizado. As dependências entre recursos agora são mais fáceis de entender graças ao destaque visual na árvore de histórico, e a edição direta de esboços permite que os usuários modifiquem rapidamente a geometria sem precisar navegar pelos recursos. As melhorias adicionais incluem notificações de atualização de versão, visibilidade da versão do produto, acesso aprimorado ao caminho do arquivo e fluxos de trabalho simplificados para abertura de arquivos, contribuindo para uma experiência diária mais tranquila. A nova versão de 2026 do Designcenter X NX traz avanços significativos que tornam seus processos de engenharia mais ágeis, precisos e intuitivos — desde a montagem até a documentação final. Quer entender como aplicar essas melhorias no seu dia a dia e extrair o máximo valor da ferramenta? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra, na prática, como otimizar seus fluxos de trabalho e elevar o nível dos seus projetos com o NX . WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

As Unidades de Processamento Gráfico (GPUs) consistem em milhares de núcleos idênticos, cada um projetado para funcionar isoladamente em tarefas massivamente paralelas, que podem ser subdivididas de forma que cada núcleo trabalhe independentemente. Esse design difere do da Unidade Central de Processamento (CPU) tradicional, que é composta por um número menor de núcleos altamente complexos, com lógica de controle sofisticada, grandes quantidades de memória cache hierárquica e mecanismos avançados como execução fora de ordem, predição de desvios e pipelines profundos. Essa arquitetura é otimizada para minimizar a latência na execução de tarefas sequenciais e para lidar com fluxos de instruções diversos e dependentes. As GPUs, por outro lado, são projetadas para manter os dados e o processamento o mais local possível dentro de seus multiprocessadores, reduzindo a movimentação de dados, aumentando a taxa de transferência e maximizando o desempenho em cargas altamente paralelizáveis. A Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) é ideal para arquitetura de GPU porque tudo é realizado localmente na célula computacional, não havendo necessidade de comunicação com células distantes. Reduzir a distância entre os elétrons traz três benefícios principais: as simulações podem ser executadas mais rapidamente; o consumo de energia por simulação é muito menor; e a área ocupada pelo hardware é muito menor. A capacidade de executar simulações do Simcenter STAR-CCM+ em GPUs não é novidade, mas no Simcenter STAR-CCM+ 2602 foi dado um grande passo em frente ao adicionar Volume de Fluido (VOF) e Mistura Multifásica (MMP) à lista de solvers nativos de GPU. A capacidade multifásica suportada em GPU nesta versão é impressionante, incluindo modelos de mudança de fase como evaporação, ebulição e cavitação, técnicas de aceleração como multi-etapas implícitas e suporte a múltiplos regimes com MMP-LSI. Vejam alguns exemplos dos benefícios que a execução em GPU pode trazer para uma variedade de aplicações. Execute simulações de oscilação de líquidos em tanques mais rápidas Solver: VOF; Malha: Malha estática uniforme de 5,6 milhões de pixels (AMR ainda não compatível com GPU); Passo de tempo: 5e-4s com subpassos dinâmicos (CFL alvo 0,5); Movimento: Movimento lateral sinusoidal; CPUs utilizadas: 192 núcleos de CPU (AMD EPYC 7532); GPU utilizada: 1 NVIDIA RTX 6000 Ada O primeiro exemplo é um caso de oscilação do líquido em um tanque de combustível automotivo. Como engenheiros, queremos saber como o centro de gravidade se desloca à medida que o tanque oscila, devido às cargas que transfere para o veículo e o efeito que isso terá na estabilidade e dinâmica do mesmo. A oscilação do líquido também é uma preocupação em aplicações criogênicas, onde a ebulição ocorre com frequência, o que também é contemplado nesta versão. No Simcenter STAR-CCM+ , foi usado o mesmo solver para as versões de CPU e GPU, o que significa que, se os casos convergirem bem, resultados idênticos podem ser esperados. No exemplo de oscilação em tanque, é exatamente isso que se observa, com o movimento da superfície livre ao longo do tempo sendo quase idêntico (como em experimentos reais, os casos transientes de VOF são estocásticos por natureza e, portanto, nenhuma execução será totalmente idêntica a ponto de cada gota coincidir). O movimento do centro de gravidade apresenta boa concordância com o experimento, tanto nas execuções em CPU quanto em GPU. CPU GPU A vantagem de executar o programa na GPU fica mais evidente quando os tempos de execução são comparados. Uma única GPU foi significativamente mais rápida do que 192 núcleos de CPU. Na verdade, seriam necessários 251 núcleos de CPU para igualar a velocidade da GPU (uma métrica conhecida como equivalência de núcleos de CPU). Ao comparar o consumo de energia, os benefícios da GPU são evidentes, pois ela utiliza apenas 19% do equivalente da CPU, reduzindo o custo de operação e a pegada de carbono. Acelere a simulação de cavitação da hélice Solver: VOF mais modelo de cavitação Schnerr-Sauer; Malha: Malha estática recortada de 4,4 milhões (focada na região próxima à hélice); Passo de tempo: 5e-6s com 3 subpassos de fração de volume; Movimento: MRF; CPUs utilizadas: 160 núcleos de CPU (Intel Xeon Gold 6248); GPU utilizada: 1 NVIDIA Tesla V100 O próximo exemplo é uma hélice marítima operando em uma condição onde a cavitação é esperada. Isso dá a oportunidade de testar alguns dos recursos avançados de física incluídos no VOF para GPU nesta versão. Neste caso, foi utilizado o modelo de Schnerr-Sauer para cavitação. O modelo prevê o crescimento e o colapso de bolhas de vapor devido à baixa pressão na superfície da hélice. Essas bolhas coalescem para formar bolsas de vapor maiores que preenchem o vórtice da ponta e se deslocam rio abaixo, formando um padrão helicoidal clássico. Os resultados desta simulação em CPUs e GPUs são mostrados abaixo. Eles são idênticos, como esperado. CPU GPU A GPU única concluiu a execução em cerca de 70% do tempo gasto pelos 160 núcleos da CPU, o que equivale a 231 núcleos de CPU. Assim como no exemplo anterior, a energia consumida para concluir a execução também é muito menor, com a GPU consumindo apenas 35% da energia utilizada pelas CPUs. Acelere as previsões de resistência marítima: Navio porta-contentores Kriso (KCS) Solver: VOF mais ondas VOF Malha: Malha estática recortada de 28M Passo de tempo: 0,02s Movimento: Nenhum CPUs utilizadas: 512 núcleos de CPU (AMD EPYC 7532) GPUs utilizadas: 2 NVIDIA RTX 6000 Ada Ainda no tema de aplicações marítimas, a próxima simulação é um cálculo de resistência para o caso de teste do navio porta-contêineres Kriso (KCS). A previsão correta do arrasto nesses exemplos exige a captura precisa das ondas de superfície livre tanto ao redor da embarcação quanto a jusante. Essa simulação é possível em GPUs graças ao suporte a ondas VOF nesta versão. CPU GPU Mais uma vez, os resultados da CPU e da GPU são indistinguíveis. Comparando o tempo de execução, as duas GPUs foram ligeiramente mais lentas do que 512 núcleos de CPU, resultando em uma equivalência de 214 núcleos de CPU. O consumo de energia da GPU foi de apenas 30% do consumo do cluster de CPU. Realize estudos de resfriamento de motores elétricos mais rapidamente Solver: MMP-LSI; Malha: Malha poliédrica estática de 4,16 milhões de iterações; Passo de tempo: Passo de tempo adaptativo com alvo de CFL máximo de 2 e 10 subpassos; Movimento: Movimento de corpo rígido (com interseção baseada em métricas e distância da parede PDE); CPUs utilizadas: 160 núcleos de CPU (Intel Xeon Gold 6248); GPU utilizada: 1 NVIDIA Tesla V100 O último exemplo é um motor elétrico semelhante aos encontrados em veículos elétricos. Esses motores requerem refrigeração com um fluido dielétrico (óleo) que, neste motor, é injetado por meio de entradas fixas na parte superior da máquina sobre os enrolamentos de cobre. Otimizar a refrigeração em um motor elétrico é fundamental para maximizar o desempenho e a eficiência. Esta simulação utiliza modelagem de Mistura Multifásica (MMP) com Interface de Grande Escala (LSI) para permitir a coexistência de jatos resolvidos e misturas dispersas de gotículas sub-grade. A simulação também inclui movimento relativo (Movimento de Corpo Rígido com interfaces deslizantes). CPU GPU Os resultados mostram novamente uma excelente concordância entre as execuções na CPU e na GPU. Neste exemplo, a GPU única foi um pouco mais lenta do que os 160 núcleos da CPU, resultando em uma equivalência de 124 núcleos de CPU e um consumo de energia equivalente a 65% do das CPUs. Isso não é tão bom quanto nos outros exemplos devido à necessidade de reinterseccionar a malha deslizante a cada passo de tempo (essa é uma operação não local e, portanto, menos adequada para GPU). Mesmo assim, ainda representa um ganho de velocidade muito significativo. Leve suas simulações multifásicas a um novo patamar de velocidade e eficiência com o poder das GPUs no Simcenter STAR-CCM+ . A CAEXPERTS pode ajudar você a implementar, otimizar e extrair o máximo desempenho dessa tecnologia em seus projetos. 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Um forte aumento do interesse na produção de hidrogênio verde A demanda atual e futura é por energia verdadeiramente livre de emissões. É preciso encontrar alternativas para substituir os combustíveis fósseis. Atualmente, as baterias são uma solução para o setor automotivo. Infelizmente, elas não são adequadas para muitas aplicações devido a limitações de capacidade de armazenamento, vida útil, restrições de carga e preocupações ambientais. Portanto, a produção de hidrogênio verde (produzido, por exemplo, por eletrólise, utilizando eletricidade renovável) é identificada como uma solução promissora para o armazenamento de energia renovável livre de emissões a longo prazo. Em 2019, a energia gerada graças ao hidrogênio era da mesma ordem de grandeza da energia fornecida por uma usina nuclear moderna. E, por alguns anos, o consumo de hidrogênio aumentou rapidamente. Essa tendência continuará a crescer significativamente, visto que muitos países têm investido recentemente em larga escala para aumentar a produção e o uso de hidrogênio nos setores de transporte, energia e indústria. Figura 1: Evolução do consumo de hidrogênio A maior parte do hidrogênio ainda é produzida a partir de combustíveis fósseis, o que significa que novas infraestruturas precisam ser desenvolvidas, enfrentando os seguintes desafios: Produção de hidrogênio verde, sem emissões de CO₂. A eletrólise da água é uma solução, utilizando eletricidade limpa gerada, por exemplo, por turbinas eólicas, painéis solares, conversores de ondas ou uma combinação destes. A melhoria do desempenho, da confiabilidade e da eficiência do sistema visa atingir um preço aceitável para o hidrogênio produzido. O armazenamento do hidrogênio. Como esse gás possui baixa densidade energética em condições ambientais, ele geralmente é comprimido ou liquefeito para armazenamento. Figura 2: Usina de produção de hidrogênio Então, como podemos lidar com esses desafios e capturar o comportamento de uma planta de produção de hidrogênio e de cada um de seus subsistemas? Um modelo que combina todos os subsistemas para avaliar o desempenho global A simulação da produção de hidrogênio verde no Simcenter Amesim é a solução. Ela permite capturar todo o processo de produção de hidrogênio verde, prever as interações entre os subsistemas e o desempenho global. Figura 3: Modelo de planta de produção de hidrogênio no Simcenter Amesim Passa-se agora à análise do exemplo da energia elétrica gerada a partir de 3 fontes verdes diferentes: Turbinas eólicas Painéis solares Conversores de onda A energia elétrica é usada para alimentar um eletrolisador que gera hidrogênio. O hidrogênio é finalmente comprimido para ser armazenado em tanques de alta pressão, pronto para ser usado, abastecer veículos ou ser transportado. Turbinas eólicas O modelo de turbina eólica leva em consideração o número de turbinas eólicas que desejamos utilizar, a definição da geometria da turbina (especialmente o diâmetro da hélice, o ângulo de inclinação…), o desempenho do gerador, as perdas dos subcomponentes e o controle do passo da hélice. Figura 4: Modelo de turbina eólica Este modelo permite prever, por exemplo, a potência elétrica e a potência mecânica da turbina, dependendo da velocidade transitória do vento. Figura 5: Resultados do modelo de turbina eólica Painéis solares O modelo do painel solar leva em consideração o número e a geometria das células e dos painéis, as condições operacionais transitórias: considerando a evolução da posição do sol e o impacto das nuvens, bem como a definição do desempenho do conjunto de painéis solares. Figura 6: Modelo de painéis solares Isso possibilita, por exemplo, prever a potência elétrica fornecida pelo painel solar, dependendo da potência de irradiação transitória nas células. Figura 7: Resultados do modelo de painéis solares Gerador de ondas Para prever o desempenho de um gerador de ondas, foi inicialmente construído um modelo multifísico bastante detalhado. Este modelo reproduz a arquitetura detalhada do sistema, considerando o dimensionamento e o comportamento dos subsistemas: o pistão, as válvulas, o motor e o gerador hidráulicos, um acumulador, tubulações, etc. O modelo leva em conta as condições operacionais transitórias com frequência e amplitude de ondas variáveis. Este modelo é preciso e útil para o projeto detalhado e otimização do gerador de ondas. No entanto, para simulações de longa duração, ele permanece lento. Em seguida, numa segunda etapa, partindo do modelo preciso, foi construído um modelo reduzido utilizando a ferramenta Simcenter Amesim Neural Network Builder. O Neural Network Builder permite treinar um modelo reduzido de forma fácil e rápida, gerando o modelo Amesim correspondente que será executado com grande rapidez. Numa simulação de validação, o modelo gerador de ondas reduzido conseguiu reproduzir os resultados do modelo inicial com um nível de confiança de 94%, com um tempo de simulação significativamente menor. É realmente incrível! Figura 8: Redução do modelo do gerador de ondas Este modelo reduzido pode então ser usado para prever a energia elétrica gerada pelo gerador de ondas, dependendo da frequência e amplitude da onda, com os desempenhos que precisamos em nosso modelo de sistema de produção de hidrogênio verde. Figura 9: Resultados do modelo do gerador de ondas Eletrolisador A energia elétrica gerada por painéis solares, turbinas eólicas e geradores de ondas é combinada e utilizada pelo eletrolisador. Este converterá água em O₂ e H₂. Neste modelo, o desempenho e as taxas de reação são previstos graças à curva de polarização fornecida como parâmetro, ao número de células e à área ativa das células. Figura 10: Modelo de eletrolisador Isso permite prever a energia elétrica consumida pelo eletrolisador, o fluxo instantâneo de hidrogênio que ele produzirá e a massa média correspondente que você poderá produzir por dia. Neste exemplo, você pode produzir cerca de 9 kg de hidrogênio por dia. Você também pode constatar que, com o dimensionamento dos subsistemas, o conversor de ondas produz 88% da energia elétrica, os painéis solares 4% e a turbina eólica 7%. Figura 11: Resultados do modelo de eletrolisador Armazenamento de hidrogênio Finalmente, o hidrogênio é comprimido no modelo de armazenamento de hidrogênio. Este modelo é baseado em tubulações, um compressor com seu controle, válvulas controladas e vários tanques. O controle das válvulas permite que o primeiro tanque seja enchido até que a pressão atinja 750 bar. O segundo tanque é enchido em seguida e, finalmente, o terceiro. As trocas térmicas que ocorrem entre o hidrogênio, as tubulações e os tanques são levadas em consideração. A simulação foi interrompida quando a pressão atingiu 750 bar em cada um dos três tanques. Figura 12: Modelo do sistema de armazenamento de hidrogênio Graças ao modelo e à simulação, é possível prever que, nas condições operacionais definidas, os 3 tanques podem ser enchidos em 42 dias. Também é possível compreender claramente a rapidez com que a pressão e a massa de hidrogênio aumentam, bem como a evolução da temperatura do gás dentro dos 3 tanques. A compressão do hidrogênio a 750 consome parte da energia gerada pelos painéis solares, turbinas eólicas e geradores de ondas. Isso, por fim, reduz a produção de hidrogênio. Graças à simulação, pode-se estimar que o compressor consome cerca de 6% da energia elétrica. Figura 13: Resultados do modelo do sistema de armazenamento de hidrogênio Conclusões Em conclusão, a simulação da produção de hidrogênio verde no Simcenter Amesim pode definitivamente ajudar a enfrentar os desafios da produção de hidrogênio verde. A extensa plataforma de simulação multifísica permite modelar sistemas completos. Dimensionar os diferentes subsistemas, considerando várias condições de operação, é benéfico. Isso possibilita uma melhor integração dos subsistemas e a melhoria do desempenho geral e do retorno sobre o investimento (ROI). Proporciona uma melhor compreensão do comportamento global do sistema. Com a simulação de sistemas, você pode projetar melhor seu sistema, além de avaliá-lo virtualmente e aprimorar suas estratégias de controle. Você finalmente poderá selecionar o design certo na primeira tentativa , reduzindo os riscos de erros e acelerando seus projetos. Finalmente, o Simcenter Amesim , graças a modelos e bibliotecas genéricos, possibilita abordar a produção de hidrogênio limpo, bem como muitas outras aplicações. Podemos mencionar brevemente, por exemplo, as seguintes: Projeto de tanques de hidrogênio integrados em veículos ou aeronaves, considerando tanques de alta pressão ou criogênicos, simulação de cenários como reabastecimento ou extração de hidrogênio. Avaliação do desempenho de motores aeronáuticos e turbinas a gás, análise do impacto da sangria em compressores multiestágios, foco em questões de engenharia, análise de modelos para avaliação fora do projeto e em regime transitório. Projeto de motores de combustão de hidrogênio, adaptação dos sistemas de injeção e controle, sistemas de carregamento, controle de combustão e sistemas de pós-tratamento. Projeto e integração de células de combustível com o fornecimento de ar e hidrogênio, a eletrônica de potência, o gerenciamento térmico e os controles. Figura 14: Exemplos de funcionalidades do Simcenter Amesim para outras aplicações relacionadas ao hidrogênio Sobre o autor: Patrice Montaland é Desenvolvedor de Negócios do Simcenter Amesim . Ele adquiriu experiência inicial em simulação, células de combustível e veículos híbridos como engenheiro atuando nas indústrias automotiva e de hidrogênio. Patrice ingressou na Siemens há 14 anos e agora trabalha em estreita colaboração com a equipe de desenvolvimento do Simcenter Amesim , motivado a melhor atender aos novos desafios da indústria. Patrice acredita firmemente nos benefícios da simulação de sistemas para o projeto de sistemas de produção de hidrogênio verde e para a melhoria do uso do hidrogênio em sistemas como células de combustível, graças a uma abordagem de modelagem multifísica rápida e abrangente. Pronto para avançar na produção de hidrogênio verde com mais eficiência e segurança? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e descubra como as soluções de simulação, como o Simcenter Amesim , podem ajudar sua empresa a otimizar sistemas, reduzir riscos e acelerar resultados em projetos de energia limpa. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Para qualquer veículo, o mau gerenciamento da água pode ser um problema, algo bem conhecido pelos engenheiros automotivos da atualidade. Seja uma garoa leve ou uma enchente, a água impacta quase todos os aspectos do projeto de um carro, desde a visibilidade do motorista e a durabilidade dos componentes até a segurança e o desempenho geral do veículo. Durante anos, lidar com esses problemas significava testes físicos dispendiosos e demorados. Hoje, no entanto, os projetistas de automóveis contam com um conjunto cada vez maior de ferramentas para simular e mitigar o excesso de fluxo de água e os problemas de infiltração. Esse conjunto crescente de ferramentas, aliado ao avanço contínuo da computação de alto desempenho (HPC), consolidou a simulação como a opção indispensável para o engenheiro moderno, proporcionando economia de tempo e custos já nas fases iniciais do ciclo de projeto. Você tem opções de simulação Para auxiliar na navegação pelas águas da simulação, o software e os serviços da Simcenter oferecem ferramentas de análise baseadas nos métodos RANS e SPH, proporcionando combinações eficientes de soluções rápidas e de alta fidelidade. Vamos analisar mais detalhadamente o que cada opção pode oferecer. RANS (Navier-Stokes com média de Reynolds) Os métodos RANS são métodos de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) baseados em meio contínuo e dependentes da malha, que resolvem equações médias temporais para o escoamento de fluidos. Isso significa que eles modelam os efeitos da turbulência em vez de resolver diretamente cada vórtice turbulento. Um solver RANS trata o fluido como um meio contínuo e resolve grandezas médias, como velocidade, pressão e temperatura, em uma malha fixa. Os métodos RANS possuem diversas vantagens: Eficiência computacional para fluxos em regime permanente: Geralmente mais eficiente para fluxos em regime permanente ou quase permanente, tornando-os adequados para domínios maiores e tempos de simulação mais longos. Previsão do fluxo de fluido/ar em massa: Excelente para prever o comportamento geral da água com interação aerodinâmica do veículo (multifásico). Previsão de pressão: Fornece campos de pressão estáveis ​​e precisos usados ​​em previsões acopladas de deflexão e tensão, ou seja, interação fluido-estrutura (FSI) ou acoplamento de elementos finitos (FEA) e dinâmica dos fluidos computacional (CFD). SPH (Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas) Os métodos SPH são métodos baseados em partículas lagrangianas e sem malha. Em vez de resolver em uma grade, o fluido é representado por partículas que se movem com o fluxo, carregando propriedades como massa, velocidade e pressão. Essas partículas interagem com seus vizinhos dentro de um comprimento de suavização definido, e as propriedades do fluido são reconstruídas usando interpolação baseada em kernel a partir dessas interações de partículas. Os métodos SPH também apresentam diversas vantagens: Eficiência computacional para fluxos transientes: Apresenta excelente desempenho na simulação de deformações de superfície livre altamente transientes e violentas, respingos, oscilações e dinâmicas complexas de superfície livre sem difusão numérica. Sem necessidade de malha: Elimine a necessidade de malhas e remesh complexos, simplificando a configuração para geometrias intrincadas, componentes móveis e cenários que envolvem ruptura ou fragmentação da água. Infiltração localizada de água e interação em nível de componentes: Ideal para análises detalhadas da infiltração de água através de aberturas de ventilação, drenos, vedações e pequenas aberturas, bem como da interação direta da água com sensores, câmeras e vias de entrada de ar. Vamos explorar alguns problemas comuns de gestão de água abordados de forma abrangente usando o software Simcenter Fluids and Thermal e as soluções Simcenter Engineering and Consulting Services. Garantir uma visão clara e a segurança do motorista Todos sabem que uma boa visibilidade ao dirigir é fundamental. Mesmo uma pequena redução na visibilidade do motorista pode ser irritante ou, na pior das hipóteses, extremamente perigosa. Felizmente, existem diversas maneiras pelas quais a simulação pode ajudar seu carro a manter uma visão clara em dias de chuva. Otimização do para-brisa e dos limpadores Utilizando modelagem CFD multifásica, os engenheiros podem prever com precisão como as palhetas do limpador de para-brisa removem a água sob diversas condições de chuva e vento. Isso permite a otimização do design, da velocidade e do ângulo de varredura das palhetas, além de ajudar a mitigar problemas como o fluxo de água e marcas deixadas pelas colunas A. Simulações acopladas mais avançadas (ar e água) chegam a analisar os efeitos aerodinâmicos para garantir que os limpadores permaneçam eficazes em altas velocidades, reduzindo ruídos e vibrações causados ​​pelo atrito entre as palhetas. Espelhos retrovisores e janelas laterais Os espelhos retrovisores laterais são um componente essencial para uma condução segura, cujo design deve estar em conformidade com diversas diretrizes governamentais (tamanhos e ângulos mínimos), bem como com restrições de engenharia aerodinâmica (mínimo arrasto). Por esses motivos, a área da superfície de um espelho retrovisor lateral tende a ser relativamente pequena e pode ser facilmente comprometida pela água. Felizmente, existem técnicas avançadas de modelagem CFD para mitigar esses problemas antes que ocorram na estrada. Simulações detalhadas de espelhos retrovisores laterais frequentemente exigem uma abordagem híbrida, utilizando diferentes modelos multifásicos para aproximar diferentes domínios da solução: fluxo de ar, água em massa, gotas de água e película de água. A transição entre os domínios é ditada por critérios definidos pelo usuário (por exemplo, impacto de gotas, espessura da película ou diâmetro da gota). Análise de aquaplanagem e pneus Uma análise de pneus realizada corretamente pode aumentar a segurança do veículo por meio de projetos otimizados da banda de rodagem e reduzir significativamente o tempo de prototipagem física. Essas simulações complexas utilizam métodos avançados para modelar as interações entre pneus, água e ar, a fim de prever quando e como um pneu perde tração. Elas podem ser simulações extremamente desafiadoras devido à geometria do pneu, que se move e se deforma, ao comportamento transitório do fluxo e ao nível de detalhamento necessário para atingir uma precisão aceitável. Esses desafios podem ser superados com o Simcenter STAR-CCM+ usando uma combinação de Volume de Fluido (VOF), malha dinâmica ou sobreposta e solvers FSI acoplados. Navegando em águas profundas: vadeio e proteção de componentes Grandes acúmulos de água são comuns após chuvas intensas, principalmente em áreas de baixa altitude, comunidades costeiras e estradas com drenagem deficiente. Os fabricantes sabem que esses eventos ocorrerão ao longo da vida útil de um veículo e, como resultado, os testes controlados de imersão em água tornaram-se um requisito padrão da maioria dos programas de validação de veículos, especialmente para veículos elétricos, onde a proteção dos componentes eletrônicos é fundamental. A travessia em água impõe exigências simultâneas em relação ao gerenciamento de respingos, à integridade da vedação e ao direcionamento dinâmico da água ao redor do veículo. As arquiteturas exclusivas das plataformas com motor a combustão e das plataformas elétricas a bateria criam caminhos de exposição à água muito diferentes, desde os sistemas de entrada e ventilação de ar até os componentes da parte inferior da carroceria, os compartimentos de alta tensão e os equipamentos de gerenciamento térmico. Compreender como a água se move, se acumula e interage com esses sistemas durante uma travessia em água é essencial desde o início do processo de projeto, muito antes do início dos testes físicos. Deflexões e tensões sob o painel Seja por direção imprudente ou simplesmente por falta de atenção, há uma grande probabilidade de você colidir com uma grande e pesada massa de água em alta velocidade com seu carro. Você pode não perceber na hora, mas esse infeliz acontecimento não só produz respingos excessivos de água, como também pode causar danos estruturais significativos na parte inferior do veículo. Grandes deformações na lataria podem gerar tensões indesejadas ou contato entre componentes. Portanto, embora pareça contraditório, a parte inferior de um veículo deve ser projetada para resistir a impactos. Os engenheiros iniciam a análise calculando as cargas de impacto em alta velocidade durante a travessia em águas rasas. Essas cargas são então usadas como condições de entrada para prever as deflexões sob o painel. As deflexões correspondem às tensões nos pontos de montagem, que podem levar à fadiga e falha do material. Todo o fluxo de trabalho é uma análise acoplada chamada Interação Fluido-Estrutura (FSI) e é essencialmente um processo de duas partes com duas disciplinas de simulação separadas: CFD – Uma simulação transiente multifásica (ar/água) calcula as cargas de pressão hidrodinâmica na parte inferior do veículo enquanto ele atravessa trechos alagados (podendo incluir efeitos aerodinâmicos). Análise de Elementos Finitos (FEA) – As cargas de pressão são mapeadas em um modelo estrutural e um solver de Análise de Elementos Finitos é usado para calcular a deflexão, a tensão e a deformação dos painéis inferiores e dos componentes de conexão. Domando o Spray: Fortalecendo a Durabilidade e a Proteção dos Componentes Todos nos lembramos dos passeios de bicicleta na infância, vagando sem rumo entre a rua, a calçada e as poças de chuva. E quando percebíamos as costas estavam completamente encharcadas pelos respingos dos pneus (mais um exemplo de má gestão da água no veículo). Os respingos de água de uma bicicleta BMX podem ser vistos como um incômodo aceitável (ou até mesmo divertido), porém, os respingos de água de uma motocicleta ou carro devem ser levados mais a sério. Eles podem ser corrosivos, destrutivos ou até mesmo perigosos. Felizmente, existem diversas maneiras pelas quais a simulação pode ajudar a mitigar o impacto dos respingos de pneus logo no início do ciclo de projeto, antes mesmo do veículo chegar às ruas. Visibilidade e segurança do motorista As simulações de pulverização ajudam os engenheiros a projetar componentes como arcos de roda, painéis inferiores da carroceria e para-lamas para minimizar os respingos, melhorando a visibilidade do motorista e resolvendo problemas aeroacústicos e estéticos. Contaminação de componentes Uma análise por pulverização pode prever áreas de alta sujidade em componentes como faróis, lanternas traseiras e radiadores, permitindo uma aplicação otimizada e o desenvolvimento de revestimentos antiaderentes. Corrosão e Falha de Componentes A simulação dinâmica de pulverização também pode ajudar os engenheiros a entender como substâncias corrosivas, como o sal de estrada, afetam as partes vulneráveis ​​de um carro ou motocicleta ao longo do tempo, permitindo o desenvolvimento de medidas de proteção. Degradação da câmera e do sensor Para sistemas avançados de assistência ao condutor (ADAS) e veículos autônomos, uma simulação de alta fidelidade pode ser crucial para eliminar projetos inadequados. As previsões de gotas e películas de água ajudam a determinar o posicionamento ideal de câmeras e sensores para minimizar a exposição à chuva, lama e sujeira, e podem auxiliar no desenvolvimento de sistemas de limpeza eficazes. Ingress protection de componentes eletrônicos Os testes de ingress protection (IP) tornaram-se uma parte crítica da validação de veículos modernos, visto que cada vez mais componentes eletrônicos são acondicionados em locais expostos ou sujeitos a respingos. Normas como a IEC 60529 e a ISO 20653 definem os requisitos de  ingress protection de líquidos para invólucros e equipamentos elétricos de veículos rodoviários (por exemplo, inversores, ECUs, sensores, carcaças de baterias e conectores). Abrangem cenários de exposição à água que variam da proteção básica contra gotejamento e respingos (IPX1) a condições de lavagem com alta pressão e alta temperatura (IPX9), representando requisitos de  ingress protection progressivamente mais exigentes para componentes automotivos. A simulação é particularmente eficaz para o estudo desses comportamentos, pois as falhas de entrada de água são frequentemente causadas por movimentos de água localizados e altamente transitórios, em vez de fluxo constante. Eventos de curta duração, como respingos e exposição por impacto, podem ser analisados ​​para compreender os caminhos e o acúmulo de água. A simulação também pode revelar como a água entra em componentes como mecanismos de trava, além de avaliar o impacto do posicionamento de respiros e drenos e identificar onde a água se acumula e molha repetidamente regiões críticas. Otimizando o desempenho e a funcionalidade do sistema As simulações de água em grande quantidade também permitem ajustar com precisão a forma como a água interage com sistemas complexos de veículos. Drenagem do conjunto da coifa e controle de entrada de ar do sistema HVAC O conjunto do painel corta-fogo desempenha um papel crucial na gestão da água no veículo, atuando como principal zona de coleta e redistribuição de água da chuva, respingos e escoamento do para-brisa e do capô. Ao mesmo tempo, frequentemente abriga ou alimenta sistemas sensíveis, como entradas de ar do sistema de climatização, filtros de ar da cabine, mecanismos dos limpadores de para-brisa e componentes eletrônicos. Durante chuvas intensas ou lavagens de veículos, o painel corta-fogo sofre com fluxos de água altamente transitórios, acúmulo localizado e demandas de drenagem rápida. O gerenciamento inadequado da água nessa área pode levar à entrada de água nos sistemas de climatização, acúmulo próximo a componentes elétricos, problemas de ruído ou comprometimento da durabilidade a longo prazo. A simulação permite que os engenheiros estudem esses comportamentos complexos e dependentes do tempo logo no início do processo de projeto. O acúmulo transitório de água, o transbordamento, o respingo e a interação com grelhas, telas e caminhos de drenagem podem ser visualizados e quantificados em condições repetíveis. Isso permite que as equipes avaliem a geometria da coifa, o dimensionamento e o posicionamento dos drenos e a eficácia dos defletores antes da construção de protótipos físicos. Ao entender como a água se move através da coifa sob cenários de carga realistas, os projetistas podem reduzir o risco de infiltração, melhorar a robustez e evitar alterações dispendiosas no projeto em estágios avançados. Escoamento de água do capô e da porta traseira O escoamento da água pelo capô, tampa do porta-malas e porta traseira é um aspecto fundamental da gestão da água em veículos, pois a água naturalmente segue a geometria da superfície e migra em direção a frestas, bordas e interfaces se não for direcionada intencionalmente. Durante a chuva e a lavagem do carro, formam-se películas e filetes de água nos painéis externos, que se desprendem nas bordas, dobradiças, faróis e áreas de fechamento. A simulação permite que os engenheiros visualizem esses caminhos de escoamento em condições controladas e avaliem recursos como calhas, bordas, canais e pingadeiras que direcionam a água para longe de aberturas e pontos de contato do usuário. Isso ajuda a reduzir o desperdício de água durante a abertura da porta traseira, limita a umidade repetida em interfaces críticas e melhora a robustez geral antes da construção de protótipos físicos. Oscilação do tanque O movimento do líquido dentro dos tanques é um desafio no projeto de veículos, particularmente em aplicações que envolvem tanques parcialmente cheios, como reservatórios de combustível, líquido de arrefecimento ou fluido de lavagem de para-brisa. Durante a frenagem, aceleração, curvas ou operação em estradas irregulares, o movimento do líquido dentro desses tanques pode se tornar altamente dinâmico e caótico. O movimento descontrolado do líquido pode influenciar a dinâmica do veículo, introduzir cargas transitórias nas paredes e suportes do tanque, contribuir para a transferência de carga e momentos de rolamento induzidos pelo movimento, além de gerar ruído. Esses efeitos são especialmente importantes em veículos e sistemas maiores, onde os volumes de fluido são significativos e as condições de operação variam amplamente. A simulação oferece uma maneira prática de estudar e gerenciar o comportamento de oscilação do líquido logo no início do processo de projeto. Os engenheiros podem avaliar a influência da geometria do tanque, do nível de enchimento e de características internas, como defletores, em cenários de condução repetíveis. Isso permite a otimização rápida do layout dos defletores para melhorar a estabilidade do veículo, reduzir a carga estrutural transitória, limitar o movimento do centro de massa induzido pelo fluido e mitigar os momentos de rolamento relacionados à oscilação antes do início dos testes físicos. Lançamentos digitais, impacto real A gestão da água proveniente de veículos é um desafio complexo, que vai muito além dos quintais e entradas de garagem do dia a dia, e as soluções práticas nem sempre são óbvias. A mitigação do desperdício de água exige conhecimento, criatividade e inovação – tudo o que o portfólio de softwares e serviços da Simcenter pode ajudar a fornecer. Com simulações eficazes, o imprevisível torna-se calculável, transformando a engenharia de um processo reativo, baseado em tentativa e erro, em uma ciência proativa e preditiva. Os engenheiros de hoje podem inovar mais rapidamente, construir com mais segurança e entregar produtos mais confiáveis, garantindo uma experiência mais segura, seca e confortável para todos, independentemente das condições climáticas. Descubra como a simulação pode transformar os desafios da gestão de água em veículos em oportunidades de inovação e desempenho. A CAEXPERTS  pode ajudar sua equipe a aplicar soluções avançadas com ferramentas como Simcenter STAR-CCM+ para otimizar projetos, reduzir custos de prototipagem e acelerar o desenvolvimento. Agende uma reunião com nossos especialistas e veja como implementar simulações eficientes no seu processo de engenharia. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Introdução Os veículos elétricos estão no centro dos desenvolvimentos atuais da indústria automotiva e, como coração de um veículo elétrico, a bateria desempenha um papel fundamental na sua alimentação. É um componente crucial e valioso. No entanto, sua importância vai além da funcionalidade – o peso, o custo e a vulnerabilidade a danos da bateria a tornam uma área de preocupação para os proprietários de veículos elétricos. Ao contrário dos veículos com motores de combustão interna, os veículos elétricos geralmente têm a bateria integrada em plataformas tipo skate, populares na indústria automotiva por incorporarem o conjunto de baterias ao assoalho do veículo. Esse design oferece diversas vantagens, mas também apresenta riscos significativos para os proprietários de veículos elétricos. Com a crescente presença de lombadas nas ruas, há uma preocupação cada vez maior com os danos que esses obstáculos podem causar ao conjunto de baterias localizado sob o veículo. Atravessar uma lombada em alta velocidade sem cuidado pode resultar em reparos caros ou até mesmo na necessidade de substituir todo o veículo. A bateria de um veículo elétrico pegou fogo após ser danificada em um acidente ( fonte ). Em um artigo de imprensa publicado pela Reuters Information em março de 2023 , Christoph Lauterwasser, diretor-geral do Centro de Tecnologia da Allianz, enfatizou o crescente número de casos de danos em baterias e ressaltou a importância de manuseá-las com o máximo cuidado. A reparabilidade das baterias tornou-se uma consideração crítica para as montadoras, com algumas, como a Ford Motor Co. e a General Motors Co., focando em facilitar os reparos. No entanto, a Tesla Inc. adotou uma abordagem diferente, introduzindo uma nova estrutura de bateria em seu Modelo Y, fabricado no Texas, que especialistas consideraram "zero reparabilidade". O impacto dos danos às baterias vai além dos proprietários individuais de veículos. Mesmo grandes empresas de aluguel de carros, como a SIXT e a HERTZ, têm observado uma queda no número de veículos elétricos em suas frotas devido aos altos custos de reparo associados a danos nas baterias, principalmente aqueles resultantes de colisões. Essa informação, divulgada pela Reuters em janeiro de 2024 , destaca a importância de proteger as baterias de veículos elétricos para garantir sua longevidade e minimizar as despesas com reparos. Neste blog, vamos analisar mais de perto os desafios e soluções relacionados à proteção da bateria do seu veículo elétrico. Usando o Simcenter Amesim , será demonstrado como você pode entender melhor os riscos representados por colisões e estradas irregulares e explorar estratégias para proteger esse componente crítico. Modelagem de baterias no Simcenter Amesim O Simcenter Amesim oferece recursos muito valiosos para o desenvolvimento e integração de componentes em veículos elétricos. Ele permite avaliar características de desempenho essenciais, como autonomia, desempenho do veículo, desempenho térmico e vida útil da bateria. Neste blog, mostraremos modelos de demonstração desenvolvidos no Simcenter Amesim que ajudam a analisar o impacto da bateria de um veículo elétrico em uma lombada, dependendo da velocidade do carro e da altura e formato da lombada. Campo de provas virtual A pista de testes foi gerada usando a ferramenta Ground Designer e a bateria da plataforma do skate foi modelada usando submodelos de contato de malha-esfera. Lombadas são cada vez mais usados ​​para garantir velocidades baixas em áreas urbanas. Dependendo do país, elas têm diversos formatos, alturas e larguras; existem vários padrões que são mais ou menos respeitados. A pista de testes usada nesta demonstração inclui 3 tipos de lombadas: Lombadas semicirculares Lombadas sinusoidais Lombadas trapezoidais Para cada tipo de lombada, são testadas 5 alturas diferentes: h1 = 5 cm, h2 = 7,5 cm, h3 = 10 cm, h4 = 12,5 cm e h5 = 15 cm. Essa área de teste é então criada no Simcenter Amesim usando o aplicativo integrado de projeto de terreno. Sequência com uma infinidade de obstáculos Diversos parâmetros são expostos no aplicativo de projeto do campo de provas, possibilitando a modificação de certos parâmetros dessa pista de testes. Criação de pista de testes no aplicativo Ground Designer Parametrização da pista de provas no aplicativo Ground Designer Modelo do veículo O sistema de propulsão elétrica é modelado usando a biblioteca IFP Drive e o modelo do chassi utiliza principalmente os componentes da biblioteca de dinâmica veicular. Modelo do powertrain Este modelo inclui uma VCU (Unidade de Controle de Velocidade), o motor elétrico, o sistema de baterias, um carregador e um modelo térmico simplificado da bateria e seu sistema de refrigeração. O sistema de frenagem inclui um sistema hidráulico simplificado e um modelo térmico básico. O coeficiente de atrito é calculado em função da temperatura do disco utilizando a seguinte tabela: Coeficiente de atrito em função da temperatura O esboço final do modelo inclui um modelo detalhado do chassi com 15 graus de liberdade (DoF) do chassi da Tesla e modelos de pneus Pacejka. O novo modelo de direção autônoma ajustada seguirá a trajetória no terreno irregular definido. Modelo final completo do veículo Pacote de baterias integrado A bateria é interligada por meio de 12 contatos esféricos. Esses contatos formam uma grade muito simples para interligar a bateria, conforme mostrado abaixo. Malha da bateria A detecção de contato utiliza a abordagem da Hierarquia de Volumes Delimitadores (BVH). A primeira detecção de contato ocorre no nível do Volume Delimitador (BV) . Se um contato for detectado entre o BV da esfera e o BV final da BVH, uma detecção de contato é calculada entre a esfera e o triângulo dentro do BV final. A próxima imagem mostra 3 esferas em contato com um ou mais triângulos. A esfera 1 tem apenas 1 ponto de contato com o triângulo 1. A esfera 2 possui 5 pontos de contato com os triângulos 1, 2, 3, 4 e 5. A esfera 3 possui 2 segmentos de contato com os triângulos 3 e 4. Cada esfera possui apenas uma força de reação. Detecção de contato de malha esférica Resultados Em seguida, o Tesla é conduzido na pista de testes em cinco velocidades diferentes: baixa velocidade: 5 m/s (aproximadamente 18 km/h ou 11 mph) velocidade normal: 10 m/s (aproximadamente 36 km/h ou 22 mph) alta velocidade: 15 m/s (aproximadamente 54 km/h ou 34 mph) velocidade muito alta: 20 m/s (aproximadamente 72 km/h ou 45 mph) Os três primeiros perfis de velocidade não são totalmente constantes para definir com mais precisão o comportamento de um motorista humano ao se aproximar de uma lombada. Se o veículo se desloca a 5, 10 e 15 m/s sobre as lombadas, ele acelera nos trechos planos, freia antes de passar pela lombada e acelera logo em seguida (veja as curvas abaixo). Sem contato em velocidades baixas e normais do carro Sem contato em velocidades baixas e normais do carro Diversos gráficos são criados para estudar o comportamento do veículo. Os submodelos de contato de malha-esfera incluem uma variável de "número de pontos de contato" que pode ser usada para monitorar a ocorrência de um contato. Somando essa variável para todos os contatos, é fácil detectar se a bateria atingiu o solo, pois a soma será maior que 0. Para velocidades baixas e normais, observa-se que a bateria não toca o solo. Por outro lado, quando a velocidade excede 50 km/h ou 30 mph, ou seja, os limites de velocidade usuais em áreas urbanas de muitos países, observa-se que alguns contatos são detectados ao passar por lombadas mais altas. Vários contatos são encontrados em altas velocidades. Outros diagramas podem ser usados ​​para localizar esses contatos. É possível observar claramente que a área mais afetada é a parte frontal da bateria. Esse tipo de estudo pode ajudar a identificar os pontos mais frágeis da bateria e a posicionar as placas de reforço. Localização dos pontos de contato Por fim, o submodelo de contato malha-esfera permite estimar a força de contato e a penetração durante o impacto, a fim de determinar se a bateria sofreria danos severos, bem como dimensionar as placas de reforço. Como exemplo, segue uma comparação da penetração e da força na parte frontal da bateria entre 15 m/s (em azul) e 20 m/s (em vermelho). Comparação de penetração e forças – pontos de contato frontais Uma animação 3D ajuda o usuário a visualizar onde ocorrem os pontos de contato na bateria. Conclusão Este blog demonstra como os recursos de simulação multifísica do Simcenter Amesim podem ajudar os engenheiros automotivos a analisar os possíveis impactos causados ​​pelo contato com a bateria, dependendo do projeto do chassi. O acoplamento entre o chassi, o trem de força e a geometria da bateria em um mesmo esboço de simulação permite uma análise virtual precisa dos danos causados. É possível definir módulos de bateria modulares e bipartidos, com paredes reforçadas em algumas partes, utilizando este modelo de simulação. Como próximo passo, os engenheiros podem considerar o projeto de sistemas de suspensão ativa, utilizando sensores e controladores ADAS para alterar a rigidez da suspensão. Após a detecção do obstáculo (lombadas, buracos, etc.) por câmeras ou lidars, os controladores ADAS interagem com o subsistema de suspensão ativa para aumentar a rigidez imediatamente antes do impacto, evitando danos à bateria. Tudo isso é possível com o Simcenter Amesim . Proteja um dos componentes mais críticos dos veículos elétricos com o poder da simulação avançada. A CAEXPERTS  pode ajudar sua equipe a utilizar o Simcenter Amesim  para analisar impactos, otimizar o projeto do chassi e reduzir riscos de danos às baterias ainda na fase de desenvolvimento. Agende uma reunião com nossos especialistas e descubra como aplicar essas soluções de engenharia para tornar seus projetos de veículos elétricos mais seguros, eficientes e econômicos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Faça previsões instantâneas com IA. Acelere a CFD multifásica com GPUs. Aumente o desempenho em recursos de CPU e GPU. Acelere simulações de travessia de veículos em águas rasas com o solver SPH. E muito mais. O aprendizado profundo geométrico (GDL) com inteligência artificial no Simcenter STAR-CCM+ 2602 permite previsões instantâneas para avaliar variantes de projeto em tempo real e acelerar a tomada de decisões em estágios iniciais. Esta versão também traz suporte nativo para GPU para os solvers Volume de Fluido (VOF) e Mistura Multifásica (MMP), juntamente com escalonamento multi-GPU aprimorado que reduz significativamente o tempo de resposta em cargas de trabalho CFD multifásicas e de grande escala. A nova flexibilidade da GPU, incluindo suporte para AMD no Windows e co-utilização mais inteligente de CPU/GPU, ajuda a extrair o máximo valor do hardware dos engenheiros, independentemente do ambiente operacional. Melhorias fundamentais na precisão, como malhas de prisma aprimoradas e planos de mistura implícitos totalmente conservadores, fortalecem a robustez numérica e a confiabilidade dos resultados. Avanços específicos para aplicações, desde a travessia de veículos em águas rasas com SPH até aerodinâmica automotiva transiente mais eficiente, reduzem ainda mais o tempo do ciclo de engenharia. Em conjunto, essas atualizações permitem simular mais projetos, com maior fidelidade, em mais configurações de hardware, possibilitando, em última análise, decisões de engenharia mais rápidas e confiáveis. Convergência mais rápida, maior precisão e robustez com prismas de qualidade aprimorada Geometrias complexas frequentemente forçam as camadas prismáticas a se retraírem, especialmente perto de cantos côncavos e convexos, degradando assim a qualidade da malha próxima à parede e retardando a convergência. Engenheiros de CFD frequentemente se deparam com transições de "nós suspensos" que complicam a continuidade da camada limite e dificultam a obtenção de uma resolução robusta da turbulência na parede. No Simcenter STAR‑CCM+ 2602, ative o gerador de malha de camadas de prisma de qualidade aprimorada para gerar camadas mais espessas e com melhor comportamento, preservando a integridade da camada em cantos problemáticos. Isso reduzirá a retração do prisma e eliminará topologias de nós suspensos nas transições de camada, o que estabiliza os resíduos e acelera a convergência do solver. Essa melhoria se traduz em uma representação mais limpa da camada limite e em previsões mais confiáveis ​​de cisalhamento na parede, transferência de calor e separação. Em aplicações aeroespaciais e automotivas, obtenha robustez em superfícies complexas e reduza o número de reinicializações necessárias para atingir as metas. O efeito líquido é uma queda mais suave dos resíduos e um comportamento assintótico mais precoce, o que encurta o caminho para as decisões de engenharia. Em última análise, alcance uma convergência mais rápida com maior precisão e robustez. Conservação completa em planos de mistura implícitos com estabilidade aprimorada do solver Quando rotores e estatores se acoplam por meio de planos de mistura implícitos com baixa conformidade, a conservação de energia é prejudicada e erros de pressão/temperatura totais se infiltram nas previsões de turbomáquinas. Essas imprecisões podem mascarar o desempenho real de um estágio e comprometer as escolhas de projeto. Em configurações multiestágios, esses erros se acumulam, minando a confiança necessária para que os engenheiros otimizem os projetos de compressores e turbinas. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , aplique uma estratégia aprimorada de atualização de valores de contorno juntamente com o agrupamento de impedância no plano de mistura para garantir uma conservação mais precisa. Estabilize o solver em diferentes tipos de malha e reduza o erro na pressão total e na temperatura total em uma ordem de magnitude, mantendo total compatibilidade com os fluxos de trabalho de simulação existentes. O resultado são previsões mais confiáveis, convergência robusta do solver e a precisão necessária quando a simulação embasa decisões críticas de projeto. Nenhuma alteração no fluxo de trabalho é necessária – apenas física aprimorada e melhores resultados. Previsões instantâneas de aerodinâmica externa As fases iniciais do projeto exigem soluções rápidas para avaliar diversas variantes e orientar decisões importantes. Obter informações rápidas nessa fase permite uma exploração mais ampla e um alinhamento mais ágil em relação aos conceitos ideais. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , os recursos de Aprendizado Profundo Geométrico (GDL) são integrados diretamente ao Simcenter STAR-CCM+ Design Manager, eliminando o atrito entre simulação e previsão. Treine modelos preditivos que avaliam o desempenho em minutos, usando apenas um conjunto mínimo de simulações ou aproveitando conjuntos de dados CFD existentes. Trabalhar diretamente no ambiente familiar do Design Manager evita transferências de dados externos e mantém a iteração fluida e intuitiva. A previsão dupla, comparando lado a lado os resultados CFD e a inferência de IA, oferece confiança para explorar o espaço de projeto. À medida que as previsões de GDL substituem ciclos CFD de longa duração, concentre as simulações de alta fidelidade apenas nos conceitos mais promissores. Essa abordagem comprime as fases iniciais do projeto, preservando a precisão onde ela é mais importante. O resultado são previsões rápidas de aerodinâmica externa que permitem iterações de projeto com qualidade de decisão em um relance. Aproveite os resultados de simulação existentes Muitas vezes, os engenheiros acumulam anos de resultados de simulações valiosas de projetos anteriores, mas esses conjuntos de dados permanecem subutilizados quando se trata de acelerar novos fluxos de trabalho orientados por IA, como o GDL mencionado anteriormente. Executar simulações novamente apenas para gerar dados de treinamento retarda a adoção de métodos preditivos e duplica esforços já realizados. Com o Simcenter STAR‑CCM+ 2602, importe resultados de simulação existentes diretamente para o Design Manager para reutilizá-los como dados de treinamento para modelos de Aprendizado Profundo Geométrico (GDL). Aproveite conjuntos de dados comprovados, sejam de projetos legados ou execuções únicas e independentes, sem alterar suas práticas de CFD já estabelecidas. Usando os fluxos de trabalho automatizados do Design Manager, gere pós-processamento consistente em todos os resultados importados, garantindo a qualidade e a comparabilidade dos dados. Compare vários arquivos de simulação lado a lado em um ambiente unificado, facilitando a identificação de tendências e sensibilidades. Essa capacidade amplia o valor dos investimentos históricos em CFD, ao mesmo tempo que acelera a criação de modelos substitutos. Como resultado, crie modelos preditivos de GDL mais rapidamente, com menos esforço manual e menos novas simulações. Em última análise, explore os resultados existentes para escalar a exploração de projetos orientada por IA com confiança. Obtenha resultados mais rápidos para aplicações multifásicas Os casos de Volume de Fluido (VOF) e Mistura Multifásica (MMP), especialmente aqueles que envolvem superfícies livres ou mudança de fase, anteriormente apresentavam tempos de execução longos, oferecendo menos oportunidades para os usuários fazerem alterações no projeto. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , agora é possível executar simulações multifásicas em GPUs usando os solvers VOF e MMP nativos da GPU, representando um grande avanço na aceleração de simulações multifásicas. Essa capacidade inclui suporte para modelos de mudança de fase e tensão superficial, ampliando o conjunto de cenários industriais que podem ser abordados em GPUs. Também integra técnicas de aceleração como o multi-step implícito e suporta múltiplos regimes por meio da interface MMP-LSI (Large Scale Interface). Como o mesmo solver é usado tanto para execuções em CPU quanto em GPU, os mesmos resultados são garantidos, desde que as soluções estejam bem convergidas em cada tipo de hardware. Em termos de desempenho, uma única GPU atinge o mesmo nível de processamento que aproximadamente 250 núcleos de CPU em um caso de oscilação de líquidos em um tanque, por exemplo, consumindo apenas 19% da energia necessária para a execução em CPU. Essa aceleração baseada em GPU oferece benefícios substanciais para aplicações multifásicas em setores como o automotivo, naval e de engenharia de processos, onde o comportamento da superfície livre e a interação entre fases são críticos. O aumento da produtividade permite uma exploração mais ampla do espaço de projeto, maior confiança no projeto e um gerenciamento de riscos mais eficaz. Desempenho multi-GPU até 20% superior Embora a aceleração por GPU aumente significativamente a velocidade das simulações de CFD, um desafio comum surge ao escalar para múltiplas GPUs: a sobrecarga computacional da transferência de dados e da comunicação entre os dispositivos pode prejudicar a eficiência. Isso frequentemente limita o benefício prático de adicionar mais GPUs, já que o aumento de velocidade nem sempre é linear. Esse gargalo pode impedir que os usuários aproveitem ao máximo seus investimentos em hardware com múltiplas GPUs para simulações maiores e mais complexas. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , aproveite a escalabilidade aprimorada de múltiplas GPUs. Essa melhoria oferece um aumento proporcional na velocidade de simulação à medida que GPUs adicionais são adicionadas, permitindo maior paralelização. Isso proporciona um aumento notável na produtividade para modelos CFD grandes e complexos. Obtenha tempos de resposta mais rápidos utilizando várias GPUs em uma única estação de trabalho ou em servidores com múltiplos nós. Essa escalabilidade aprimorada maximiza o valor do hardware com múltiplas GPUs, permite uma exploração de projeto abrangente e acelera todo o fluxo de trabalho de simulação em até 20% com um número maior de GPUs. Maximize a flexibilidade para aproveitar a aceleração CFD habilitada por GPU Muitas estações de trabalho Windows vêm equipadas com GPUs AMD potentes que, até então, não podiam ser utilizadas para cargas de trabalho de CFD em versões anteriores do Simcenter STAR-CCM+ . Essa limitação frequentemente obrigava os engenheiros a migrar tarefas para outras máquinas ou sistemas operacionais, complicando o planejamento de TI e atrasando a execução local. Isso significava que os investimentos em hardware existentes eram subutilizados, criando uma barreira significativa para um fluxo de trabalho eficiente. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , a aceleração total por GPU da AMD no Windows elimina essa limitação. Esse desenvolvimento crucial desbloqueia esses dispositivos para simulações de produção: execute casos complexos com desempenho competitivo diretamente em estações de trabalho de sua preferência. Esse avanço preenche a lacuna de software e permite o aproveitamento total do hardware da AMD. Amplie as opções de implementação e simplifique o planejamento de TI em todos os sistemas operacionais. Otimize a alocação de licenças e mantenha os analistas produtivos em seu ambiente preferido. Aproveite melhor o hardware instalado: maximize a flexibilidade e a eficiência orçamentária utilizando os recursos de GPU da AMD para CFD acelerado com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 . Aproveite ao máximo os recursos da sua CPU e GPU Em computação de alto desempenho, especialmente em nós com GPUs, um desafio crucial surge porque certas tarefas de simulação, como o alinhamento de superfícies ou o pós-processamento, permanecem inerentemente dependentes da CPU. Isso frequentemente leva à subutilização de recursos da CPU, já que uma proporção fixa entre CPU e GPU pode deixar uma quantidade significativa de poder computacional ocioso durante fases que exigem muito da GPU. Essa ineficiência retarda o tempo de resposta geral da simulação e desperdiça capacidade computacional valiosa. Com o Simcenter STAR-CCM+ 2602 , utilize dinamicamente os núcleos de CPU disponíveis para tarefas multithread, mesmo quando as GPUs estiverem em uso intenso, graças à utilização adaptativa das CPUs nos nós de GPU. Isso garante que as partes da simulação que dependem da CPU não causem mais atrasos nem deixem recursos valiosos da CPU ociosos, otimizando todo o fluxo de trabalho. Aproveite um uso mais holístico e eficiente de todo o nó de computação. Experimente ganhos significativos de velocidade e potenciais reduções nos custos computacionais para simulações que envolvem pré-processamento complexo ou física específica, como malha deslizante. Acelere seu caminho para a inovação com essa abordagem harmoniosa, garantindo que cada componente, tanto CPU quanto GPU, contribua de forma otimizada para o esforço geral da simulação. Tempo de resposta mais rápido para aplicações de vadeamento de veículos As análises tradicionais de travessia de veículos em águas rasas envolvem fluxos de trabalho complexos e demorados para configurar a interação com a água, o contato pneu-solo e a resposta da suspensão. Obter resolução local onde é necessário adiciona ainda mais complexidade. Com o Simcenter STAR‑CCM+ 2602 , simule a travessia de veículos em águas rasas usando o solver SPH, refine as partículas ao redor do veículo para aumentar a precisão local e resolva o movimento dinâmico, incluindo a suspensão e o contato pneu-solo. Analise as tensões mecânicas na placa traseira e preveja a umidade, integrando considerações estruturais e hidrodinâmicas. Essa abordagem simplificada reduz o tempo de resposta geral, ao mesmo tempo que melhora a fidelidade onde as forças e os respingos são mais intensos. A configuração simplificada facilita a realização de avaliações rotineiras de travessia em águas rasas em diferentes variantes e versões. O resultado é um tempo de resposta mais rápido para aplicações de simulação de travessia de veículos em águas rasas. Pronto para transformar suas simulações CFD com IA e aceleração por GPU? 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